[发明专利]自旋多重度指定方法及装置

说明书

本申请公开了一种自旋多重度指定方法、装置以及计算机可读存储介质。其中，自旋多重度指定方法包括：获取分子片的类型，根据分子片的类型为分子片指定自旋多重度；判断相邻两个分子片是否发生组合形成组合分子片，若发生组合，则根据相邻两个分子片的类型为组合分子片指定自旋多重度；判断分子片是否发生裂分形成至少两个子分子片，若发生裂分，则获取子分子片的类型，根据子分子片的类型为子分子片指定自旋多重度。本申请所提供技术方案能够实现分子片自旋多重度的自动指定。

技术领域

本申请涉及分子动力学模拟的技术领域，尤其涉及一种自旋多重度指定方法及装置。

背景技术

燃烧、气象与星际化学等复杂反应体系中存在大量反应的中间物种与基元反应，例如燃烧等复杂反应体系包含近百万个基元反应、上万种分子。这些中间产物与基元反应构成了大规模的复杂反应体系，如何模拟这一类大规模的复杂反应体系是本领域的一个技术难题。

计算化学的发展为解决上述问题提供了可能，尤其是从头算分子动力学模拟。然而，传统的从头算分子动力学模拟受限于算力，难以模拟超过一千个原子以上的体系，计算时间随反应体系的大小呈指数增加。并且，由于量子化学计算基于分子轨道理论，电子在全局离域图像下处理，传统的从头算分子动力学模拟方法只能设置模拟体系整体的电荷和自旋多重度，而无法自动对模拟体系中的各个分子进行电荷和自旋多重度指定，导致模拟不准确。

基于分片的从头算分子动力学模拟解决上述问题提供了新的思路。一方面，分片化处理可以大幅度降低反应体系的计算标度；另一方面，基于分片的从头算分子动力学模拟也适合对分子片自旋多重度与电荷进行指定。在基于分片的量子化学模拟中，分子片的自旋多重度对反应通路、分子间的反应机理有重大的影响。然而，在基于分片的从头算分子动力学模拟中，分子片数目巨大，而且大量的分子片以自由基形式存在，用户难以在计算过程中一一指定分子片的自旋多重度，因此，如何实现分子片自旋多重度的自动指定是一个亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供一种自旋多重度指定方法，以实现分子片自旋多重度的自动指定。

一方面，本申请提供一种分子片的自旋多重度指定方法，包括：获取分子片的类型，根据分子片的类型为分子片指定自旋多重度；判断相邻两个分子片是否发生组合形成组合分子片，若发生组合，则根据相邻两个分子片的类型为组合分子片指定自旋多重度；判断分子片是否发生裂分形成至少两个子分子片，若发生裂分，则获取子分子片的类型，根据子分子片的类型为子分子片指定自旋多重度。

可选地，获取分子片的类型，根据分子片的类型为分子片指定自旋多重度，包括：判断分子片是否为特殊分子片，特殊分子片的自旋多重度被预先内置到存储器中；若是，则从存储器中获取分子片的自旋多重度；若否，则根据分子片的电荷数和核电荷数为分子片指定自旋多重度。

可选地，判断分子片是否为特殊分子片，包括：获取分子片所包括的原子类型和原子坐标；获取分子片的电荷数；根据分子片所包括的原子类型和原子坐标和分子片的电荷数判断分子片是否为特殊分子片。

可选地，判断相邻两个分子片是否发生组合形成组合分子片，包括：获取相邻两个分子片之间的距离；若距离小于或等于第一预设阈值，则相邻两个分子片发生组合形成组合分子片。

可选地，根据相邻两个分子片的类型为组合分子片指定自旋多重度，包括：判断相邻两个分子片的类型是否满足预设条件，满足预设条件的相邻两个分子片发生组合所形成的组合分子片的自旋多重度被预先内置到存储器中；若满足，则从存储器中获取组合分子片的自旋多重度；若不满足，则获取组合分子片的类型，根据组合分子片的类型为组合分子片指定自旋多重度。

可选地，获取组合分子片的类型，根据组合分子片的类型为组合分子片指定自旋多重度，包括：判断组合分子片是否为特殊分子片，特殊分子片的自旋多重度被预先内置到存储器中；若是，则从存储器中获取组合分子片的自旋多重度；若否，则根据组合分子片的电荷数和核电荷数为组合分子片指定自旋多重度。