Vertical Compositional Variations of liquid hydrocarbons in Titan's Alkanofers
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This data set is composed of six archives (.TAR) which collect input and output files from GROMACS (2018 version) simulations on binary and ternary mixtures representative of liquids in Titan's alkanofers:<br> 3000CH4+1000C2H6+1000N2_90K.tar<br> 3000CH4+1000C2H6+1000N2_95K.tar<br> 4000CH4+1000C2H6_90K.tar<br> 4000CH4+1000C2H6_95K.tar<br> 4000CH4+1000N2_90K.tar<br> 4000CH4+1000N2_95K.tar The system under study is always composed of 5000 molecules. Simulations at 90 K correspond to a pressure of 1.5 bar while those at 95K correspond to a pressure of 120 bar. Each archive contains 5 directories: 1)<strong> INPUTS:</strong> It contains all the GROMACS input files (.GRO, .ITP, .TOP) needed to build the simulation box as well as the files required to prepare the molecular dynamics (MD) simulations (.MDP and .TPR). More details about the content of these files is available in the GROMACS manual (https://www.gromacs.org/).<br> 2 README files are added to inform the reader on useful GROMACS commands used here:<br> - README_box.txt: commands to build the simulation box.<br> - README_NVT+NPT-runs.dat: commands to run MD simulations and treat some data. 2) <strong>NVTOUT_EQ</strong>: It contains all the files related to the 1-ns NVT equilibration phase, namely, the script for job submission (.SH) together with the related standard ouput files (.OUT and .ERR), and typical GROMACS output files (.GRO, .LOG, .EDR, .TRR, .CPT).<br> Post-treatment data are collected in 2 files:<br> - stats_nvt-eq.dat: Average potential energy, kinetic energy, total energy, temperature and pressure.<br> - energy_nvt-eq.xvg: Potential energy (col. 2), kinetic energy (col. 3), total energy (col. 4), temperature (col. 5), and pressure (col. 6) as a function of time (col.1). 3) <strong>NPTOUT_EQ</strong>: It contains the same kind of files as NVTOUT_EQ but for the first 9 ns of the 19-ns NPT equilibration phase.<br> Post-treatment data are collected in 2 files:<br> - stats_npt-eq.dat: Average potential energy, kinetic energy, total energy, temperature, pressure, volume, density, and enthalpy.<br> - energy_npt-eq.xvg: Potential energy (col. 2), kinetic energy (col. 3), total energy (col. 4), temperature (col. 5), and pressure (col. 6), volume (col.7), density (col.8), and enthalpy (col. 9) as a function of time (col. 1). 4) <strong>NPTOUT_EQ-RERUN1</strong>: It contains the same kind of files as NPTOUT_EQ but for the last 10 ns of the 19-ns NPT equilibration phase. 5) <strong>NPTOUT_ACC</strong>: It contains the same kind of files as NPTOUT_EQ but for the 10-ns NPT accumulation phase. Additional data files also provide diffusion coefficients and shear viscosities depending on the mixture under consideration (see below). <em>For binary mixtures</em>, the mean squared displacements (MSD) of species and the corresponding diffusion coefficients are estimated with the "gmx msd" GROMACS command.<br> Data are collected in two files:<br> - msd-CH4.xvg / msd-C2H6.xvg / msd-N2.xvg: MSD (col. 2) as a function of time (col. 1). The value of the corresponding diffusion coefficient (in cm<sup>2 </sup>s<sup>-1</sup>) is indicated as a comment in the preamble of these files.<br> - DCH4.dat / DC2H6.dat / DN2.dat: Estimated diffusion coefficient (in cm<sup>2 </sup>s<sup>-1</sup>) for the three moelcules under study. <em>For ternary mixtures</em>, transverse current autocorrelation functions (TCAF) are computed with the "gmx tcaf" GROMACS command to get values of the shear viscosity:<br> - tcaf-slurm.sh, tcaf.out tcaf.xvg. tcaf_all.xvg, tcaf_cub.xvg, tcaf_fit.xvg: script (.SH) and several output files with transverse current autocorrelation functions (.XVG).<br> - visc_k.xvg: shear viscosity (col.2) as a function of the wave number (col.1). The last four viscosities can be fitted to get the shear viscosity at infinite wavelength (see GROMACS manual).
本数据集由六个.TAR格式压缩归档文件组成，归档内容为针对土卫六烷烃类体系中具有代表性的二元、三元液体混合物的GROMACS（2018版本）分子动力学（Molecular Dynamics, MD）模拟输入与输出文件，具体归档文件包括：3000CH4+1000C2H6+1000N2_90K.tar、3000CH4+1000C2H6+1000N2_95K.tar、4000CH4+1000C2H6_90K.tar、4000CH4+1000C2H6_95K.tar、4000CH4+1000N2_90K.tar、4000CH4+1000N2_95K.tar。 所有研究体系均包含5000个分子。其中90K下的模拟压力为1.5 bar，95K下的模拟压力为120 bar。 每个归档文件均包含5个目录： 1. **INPUTS（输入文件）**：包含构建模拟盒子所需的全部GROMACS输入文件（.GRO、.ITP、.TOP），以及制备分子动力学模拟所需的配套文件（.MDP与.TPR）。有关这些文件的详细内容可参考GROMACS官方手册（https://www.gromacs.org/）。此外还附加了两份README文件，用于说明本次模拟使用的GROMACS相关命令： - README_box.txt：用于构建模拟盒子的命令。 - README_NVT+NPT-runs.dat：用于运行分子动力学模拟及部分数据后处理的命令。 2. **NVTOUT_EQ（NVT平衡输出）**：包含与1纳秒NVT平衡阶段相关的全部文件，即作业提交脚本（.SH）、关联的标准输出文件（.OUT与.ERR），以及典型GROMACS输出文件（.GRO、.LOG、.EDR、.TRR、.CPT）。 后处理数据收录于两个文件： - stats_nvt-eq.dat：包含平均势能、平均动能、总能量、温度与压力的统计值。 - energy_nvt-eq.xvg：以时间（第1列）为横轴的势能（第2列）、动能（第3列）、总能量（第4列）、温度（第5列）与压力（第6列）随时间变化的曲线数据。 3. **NPTOUT_EQ（NPT平衡输出）**：包含与NVTOUT_EQ同类的文件，但对应19纳秒NPT平衡阶段的前9纳秒。 后处理数据收录于两个文件： - stats_npt-eq.dat：包含平均势能、平均动能、总能量、温度、压力、体积、密度与焓的统计值。 - energy_npt-eq.xvg：以时间（第1列）为横轴的势能（第2列）、动能（第3列）、总能量（第4列）、温度（第5列）、压力（第6列）、体积（第7列）、密度（第8列）与焓（第9列）随时间变化的曲线数据。 4. **NPTOUT_EQ-RERUN1**：包含与NPTOUT_EQ同类的文件，但对应19纳秒NPT平衡阶段的最后10纳秒。 5. **NPTOUT_ACC（NPT数据积累输出）**：包含与NPTOUT_EQ同类的文件，但对应10纳秒NPT数据积累阶段。 附加的数据文件还提供了对应混合物的扩散系数与剪切粘度，具体如下： 对于**二元混合物**，使用GROMACS的`gmx msd`命令计算各组分的均方位移（Mean Squared Displacement, MSD）及对应扩散系数： 数据收录于两组文件： - msd-CH4.xvg / msd-C2H6.xvg / msd-N2.xvg：以时间（第1列）为横轴的均方位移（第2列）随时间变化的曲线数据，对应扩散系数（单位：cm²·s⁻¹）以注释形式标注于文件头部。 - DCH4.dat / DC2H6.dat / DN2.dat：包含目标三种分子的估算扩散系数（单位：cm²·s⁻¹）。 对于**三元混合物**，使用GROMACS的`gmx tcaf`命令计算横向电流自相关函数（Transverse Current Autocorrelation Function, TCAF）以获取剪切粘度： - tcaf-slurm.sh、tcaf.out、tcaf.xvg、tcaf_all.xvg、tcaf_cub.xvg、tcaf_fit.xvg：作业提交脚本（.SH）及多份横向电流自相关函数输出文件（.XVG）。 - visc_k.xvg：以波数（第1列）为横轴的剪切粘度（第2列）随波数变化的曲线数据。可通过对最终得到的四个粘度值进行拟合，获取无限长波下的剪切粘度（详细方法可参考GROMACS官方手册）。
