加速权重直方图-设置

awh

no: 无偏置。

yes: 使用 AWH 方法自适应偏置反应坐标并估计相应的 PMF。PMF 和其他 AWH 数据以 awh-nstout 设置的间隔写入能量文件，并可使用 gmx awh 工具提取。AWH坐标可以是多维的，并且通过将每个维度映射到拉坐标索引来定义。仅当相关拉动坐标索引的 pull-coord1-type=external-potential 且 pull-coord1-potential-provider=awh 时，才允许这样做。AWH不支持拉动几何图形“方向周期”。

awh-potential

convolved: 施加的偏置势是偏置函数和一组谐波伞型位的卷积（见下文 awh-potential=umbrella ），由此产生平滑的势函数和力。势的分辨率由每个伞形采样的力常数设置，见 awh1-dim1-force-constant。此选项与使用自由能 lambda 状态作为 AWH 反应坐标不兼容。

yes: 通过使用 Monte-Carlo 采样控制简谐势的位置来施加偏置势。力常数设置为 awh1-dim1-force-constant。每个 awh 采样步骤使用 Monte-Carlo 对 umbrella 进行采样。当使用自由能 lambda 状态作为 AWH 反应坐标时，需要此选项。除此之外，此选项主要用于比较和测试目的，因为使用 umbrella 没有任何优势。

awh-share-multisim

no: AWH 不会在使用 gmx mdrun 选项 -multidir 启动的模拟中共享偏置，偏置将是独立的。

yes: 使用 gmx mdrun -multidir，对于 awh1-share-group>0 的偏置和 PMF 估计值，其将在具有相同 awh1-share-group 值的偏置模拟中共享。这些模拟应具有相同的 AWH 设置以便于共享。gmx mdrun 将检查模拟在技术上是否与共享兼容，但用户应检查偏差共享在实际上是否合理。

awh-seed (-1)

Monte Carlo 抽样窗口位置的随机种子，其中-1表示生成种子。仅与 awh-potential=umbrella 一起使用。

awh-nstout (100000)

将AWH数据打印到能量文件之间的步数，应为 nstenergy 的倍数。

awh-nstsample (10)

 坐标值采样之间的步数。该采样是更新偏置和估计 PMF 及其他 AWH 观测值的基础。

awh-nsamples-update (10)

每次 AWH 更新所用的坐标采样数。以步长为单位的更新间隔是 awh-nstsample 乘以该值。

awh-nbias (1)

偏置的数量，每个偏置作用于自己的坐标。应为每个偏置指定以下选项，尽管下面仅显示了偏置编号1的选项。通过将“1”替换为其他偏置组的代号，可以获得相应选项。

awh1-error-init (10.0) [kJ mol-1]

估计的该偏置下 PMF 的初始平均误差。该值与给定扩散常数 awh1-dim1-diffusion 一起确定初始偏置速率。这种误差显然是先验未知的，然而这种粗略的估计仍然是有必要的。一般来说，在启动新模拟时，将 awh1-error-init 保留为其默认值。另一方面，当存在 PMF 的先验数据时（例如，当已知初始PMF估计值时，请参见 awh1-user-data 选项），则 awh1-error-init 应反映该数据。

awh1-growth

exp-linear: 每个偏置保持坐标样本的参考权重直方图。其大小设置了偏置函数和自由能估计更新的大小（少量样本对应于大更新，反之亦然）。因此，其增长率决定了最大收敛速度。默认情况下，有一个初始阶段，直方图接近指数增长（但低于采样率）。在接下来的最后一个阶段，增长率是线性的，等于采样率（由 awh-nstsample 设置）。在高自由能势垒尚未被偏置平坦化的新模拟开始时，初始阶段通常是有效收敛所必需的。

linear: 类似 awh1-growth=exp-linear，但跳过初始阶段。如果存在先验数据（请参阅 awh1-error-init），这可能非常有用，从而消除了对初始阶段的需要。这也是与 awh1-target=local-boltzmann 兼容的设置。

awh1-equilibrate-histogram

no: 不平衡直方图。

yes: 在进入初始阶段之前（请参见 awh1-growth=exp-linear），确保采样权重的直方图足够接近目标分布（具体而言，至少80%的目标区域需要具有小于20%的局部相对误差）。此选项通常仅在 awh1-share-group>0 且初始配置不能很好地代表目标分布时使用。

awh1-target

constant: 在定义的采样间隔内（由 [awh1-dim1-start，awh1-dim1-end] 定义），将偏置调整为恒定（均匀）坐标分布。

cutoff: 类似于 awh1-target=constant，但目标分布与 1/(1+exp(F - awh1-target=cutoff)) 成比例，其中 F 是相对于估计的全局最小值的自由能，这提供了在自由能低于截止值的区域中平坦目标分布到自由能高于截止值区域中的玻耳兹曼分布的平滑切换。

boltzmann: 目标分布是 Boltzmann 分布，具有由 awh1-target-beta-scaling 给出的标度β（逆温度）因子，例如值为 0.1 将给出与模拟温度缩放 10 的相同采样的坐标分布。

local-boltzmann: 与 boltzmann 相同的目标分布和 awh1-target-beta-scaling 缩放的使用，但朝向目标分布的收敛本质上是局部的，即偏置的变化率仅取决于局部采样。这种局部收敛特性仅与 awh1-growth=linear 兼容，因为对于 awh1-growth=exp-linear，线性直方图在初始阶段被全局重新缩放。

awh1-target-beta-scaling (0)

对于 awh1-target=boltzmann 和 awh1-target=local-boltzmann，它是取自 (0,1) 中值的无单位β比例因子。

awh1-target-cutoff (0) [kJ mol-1]

awh1-target=cutoff 的截止值，应大于0

awh1-user-data

no: 使用默认值初始化PMF和目标分布。

yes: 使用用户提供的数据初始化 PMF 和目标分布。对于 awh-nbias=1，gmx mdrun 将需要一个运行目录中运行目录中的文件 awhinit.xvg。对于多个偏置，gmx mdrun 需要文件 awhinit1.xvg、awhinit2.xvg 等。可以使用 -awh 选项更改文件名。每个输入文件的第一个 awh1-ndim 列应包含坐标值，以便每行定义坐标空间中的一个点。列 awh1-ndim+1 应包含每个点的 PMF 值（单位：kT）。目标分布列可以在 PMF之后（列 awh1-ndim+2 ），也可以由 gmx awh 编写入同一列中。

awh1-share-group

0: 不共享。

positive: 在模拟之间共享偏置和PMF估计。这目前仅适用于具有相同索引的偏置。请注意，当前不支持在单个模拟中共享。偏置将在为 awh1-share-group 指定相同值的模拟中共享。要启用此功能，请使用 awh-share-multisim=yes 和 gmx mdrun 选项 -multidir。共享可能会在最初增加收敛性，尽管启动配置可能很关键，尤其是在多个偏差之间共享时。

awh1-ndim (1) [integer]

坐标的维度数，每个维度映射到一个牵引坐标。应为每个此类维度指定以下选项。下面仅显示维度1的选项。通过将“1”替换为维度索引，可以获得其他维度索引的选项。

awh1-dim1-coord-provider

pull: 牵引模块为该维度提供反作用力坐标。对于多时间步进，AWH 和 pull 应处于相同的 MTS 级别。

fep-lambda: 自由能λ 态是这个维度的反应坐标。要使用的 lambda 状态由 fe-lambdas、vdw-lambdas 和 coul-lambdas 等指定，但与 delta-lambda 不兼容，且还需 calc-lambda-neighbors 为 -1。对于多时间步进，AWH 应处于慢水平。此选项需要 awh-potential=umbrella。

awh1-dim1-coord-index (1)

此坐标维度的牵引坐标的索引。

awh1-dim1-force-constant (0) [kJ mol-1 nm-2] or [kJ mol-1 rad-2]

沿着该坐标维度的（卷积的）伞形势的力常数。

awh1-dim1-start (0.0) [nm] or [deg]

沿该维度的采样区间的起始值。允许值的范围取决于相关的牵引形（请参见 pull-coord1-geometry）。对于 dihedral，允许 awh1-dim1-start 大于awh1-dim1-end。然后，间隔将从 +period/2 环绕到 -period/2。对于 direction，当方向沿长方体向量且覆盖了长方体长度的 95% 以上时，维度将成为周期性的。请注意，不应沿周期维度施加压力耦合。

awh1-dim1-end (0.0) [nm] or [deg]

结束值，与 awh1-dim1-start 一起定义采样区间。

awh1-dim1-diffusion (10-5) [nm2/ps], [rad2/ps] or [ps-1]

确定决定该坐标维度初始偏置率的估计扩散常数。这只需要一个粗略的估计，不会严重影响结果，除非它被设置为非常低的值，导致缓慢收敛，或者非常高，迫使系统远离平衡。不标明此值将生成警告。

awh1-dim1-cover-diameter (0.0) [nm] or [deg]

直径，需要通过单个模拟围绕坐标值进行采样，然后才认为该点在初始阶段被覆盖（参见 awh1-growth=exp-linear）。值>0 可确保每个覆盖的直径在每个坐标值上连续过渡。对于独立模拟，这一点很对，但对于多偏置共享模拟（awh1-share-group>0）则不然。对于 直径=0 的情况，一旦模拟对整个区间进行了采样，就会发生覆盖，这对于许多共享模拟来说并不保证跨越自由能垒的跃迁。另一方面，当 直径>=采样间隔长度 时，单个模拟独立采样整个间隔会发生覆盖。