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排除

grompp会对彼此间相邻的键数不超过一定数目的原子生成非键相互作用的排除,并在拓扑文件的 [ moleculetype ] 节段中进行定义。

当彼此之间通过“化学”键([ bonds ]类型至 5,7 或 8)或约束([ constraints ] 类型 1)连接时,粒子被认为是键合在一起的。

[ bonds ] 类型 5 可用于在两个原子之间创建无相互作用的连接。

有一种简谐相互作用([ bonds ] 类型 6)可以不通过化学键将原子连接起来。

还有一种第二约束类型([ constraints ] 类型 2)可以维持固定的距离,但不通过化学键连接原子。所有这些相互作用的完整列表见 表 5.14。


分子中额外的排除可以手动添加到 [ exclusions ] 节段中。

每一行必须以一个原子索引号开始,后面跟着一个或多个原子索引号。

第一个原子与其他原子之间的所有非键相互作用都会被排除。

当需要排除原子组内部或原子组之间的所有非键相互作用时,使用能量监测组进行排除更方便,也更有效。


排除和 1-4 相互作用

一个分子链中互相邻近的原子,即那些以共价键结合,或者通过一个或两个原子相连接的原子分别称为第一相邻原子,第二相邻原子和 第三相邻原子 (见图 5.32)。由于原子 i 与原子 i+1 和 i+2 之间的相互作用主要是量子力学的,因此不能用 Lennard-Jones 势进行描述。相反,假定这些相互作用可以利用简谐键项或约束(i, i+1)和简谐角项(i, i+2)进行充分描述。因此,可以将第一和第二相邻原子(原子i+1 和 i+2)从原子 i 的 Lennard-Jones 相互作用列表中排除。原子 i+1 和 i+2 称为原子 i 的排除原子。

对第三相邻原子,正常的 Lennard-Jones 排斥作用有时仍然太强,这意味着当作用于分子时,分子会因内部张力发生变形或破碎。对 顺式构象中的碳-碳相互作用情况尤其如此(如 顺丁烷)。因此,对于一些这样的相互作用,其 Lennard-Jones 排斥在 GROMOS 力场中被减弱了,这是通过维持一个单独的 1-4 作用列表和正常的 Lennard-Jones 参数来实现的。在其他力场中,如 OPLS,标准的Lennard-Jones 参数减小为原来的 1/2,但在这种情况下也会对色散 (r−6) 和库仑相互作用进行相应的缩放。GROMACS 可以使用这些方法中的任何一种。

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