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详细内容

gmx energy将能量写入xvg文件并显示平均值

gmx energy [-f [<.edr>]] [-f2 [<.edr>]] [-s [<.tpr/.tpb/...>]] [-o [<.xvg>]]

   [-viol [<.xvg>]] [-pairs [<.xvg>]] [-ora [<.xvg>]] [-ort [<.xvg>]]

   [-oda [<.xvg>]] [-odr [<.xvg>]] [-odt [<.xvg>]] [-oten [<.xvg>]]

   [-corr [<.xvg>]] [-vis [<.xvg>]] [-ravg [<.xvg>]] [-odh [<.xvg>]]

   [-nice ] [-b ] [-e ] [-[no]w] [-xvg ]

   [-[no]fee] [-fetemp ] [-zero ] [-[no]sum] [-[no]dp]

   [-nbmin ] [-nbmax ] [-[no]mutot] [-skip ]

   [-[no]aver] [-nmol ] [-[no]fluct_props] [-[no]driftcorr]

   [-[no]fluc] [-[no]orinst] [-[no]ovec] [-acflen ]

   [-[no]normalize] [-P ] [-fitfn ] [-beginfit ]

   [-endfit ]

gmx energy用于从能量文件中提取能量组分或距离限制数据. 程序会提示用户以交互方式选择所需的能量项.

程序会使用全精度计算模拟中能量的平均值, RMSD和漂移(参见手册). 漂移是通过使用最小二乘法将数据拟合为直线得到的. 报告的总漂移是拟合直线第一个点和最后一个点的差值. 平均值的误差估计是基于5个块的块平均得到的, 计算时使用了全精度的平均值. 利用-nbmin和-nbmax选项, 可以使用多个块长度进行误差估计. 注意, 在大多数情况下, 能量文件包含了对所有MD步骤的平均, 或进行平均的点比能量文件中的帧数多很多. 这使得gmx energy的统计输出比.xvg文件中的数据更准确. 当能量文件中不存在精确的平均值时, 上述统计数据只是简单地对每帧能量数据的平均.

涨落项给出了围绕最小二乘拟合线的RMSD.

你也需要通过-nmol来设定分子的数目. C_p/C_v的计算 不 包含任何量子效应校正. 如果需要考虑量子效应可以使用gmx dos程序.

当设置-viol选项时, 会绘制时间平均的背离数据, 并重新计算背离的实时时间平均值和瞬时累计值. 此外, 可以利用-pairs选项来绘制选定原子对之间的实时时间平均距离和瞬时距离.

选项-ora, -ort, -oda, -odr和-odt用于分析取向限制数据. 前两个选项绘制取向, 后三个选项绘制来自实验值的取向偏差. 以上选项中以a结尾的选项绘制时间平均随限制的变化. 以t结尾选项会提示用户限制标签号并绘制数据随时间的变化. 选项-odr绘制RMS偏差随限制的变化. 当使用时间或系综平均的取向限制运行时, 选项-orinst可以用来分析瞬时, 非系综平均的取向和偏差, 而不是时间和系综平均的值.

选项-oten用于绘制每个取向限制实验中分子序张量的特征值. 与选项-ovec同用时还可以绘制特征向量.

选项-odh用于从ener.edr文件中提取并绘制自由能数据(哈密顿差值和/或哈密顿导数dhdl).

使用-fee选项会计算体系与理想气体状态时的自由能差值

输入/输出文件选项

选项

默认值

类型

说明

-f [<.edr>]

ener.edr

输入

能量文件

-f2 [<.edr>]

ener.edr

输入, 可选

能量文件

-s [<.tpr/.tpb/...>]

topol.tpr

输入, 可选

运行输入文件: tpr tpb tpa

-o [<.xvg>]

energy.xvg

输出

xvgr/xmgr文件

-viol [<.xvg>]

violaver.xvg

输出, 可选

xvgr/xmgr文件

-pairs [<.xvg>]

pairs.xvg

输出, 可选

xvgr/xmgr文件

-ora [<.xvg>]

orienta.xvg

输出, 可选

xvgr/xmgr文件

-ort [<.xvg>]

orientt.xvg

输出, 可选

xvgr/xmgr文件

-oda [<.xvg>]

orideva.xvg

输出, 可选

xvgr/xmgr文件

-odr [<.xvg>]

oridevr.xvg

输出, 可选

xvgr/xmgr文件

输入/输出文件选项

选项

默认值

类型

说明

-odt [<.xvg>]

oridevt.xvg

输出, 可选

xvgr/xmgr文件

-oten [<.xvg>]

oriten.xvg

输出, 可选

xvgr/xmgr文件

-corr [<.xvg>]

enecorr.xvg

输出, 可选

xvgr/xmgr文件

-vis [<.xvg>]

visco.xvg

输出, 可选

xvgr/xmgr文件

-ravg [<.xvg>]

runavgdf.xvg

输出, 可选

xvgr/xmgr文件

-odh [<.xvg>]

dhdl.xvg

输出, 可选

xvgr/xmgr文件

控制选项

选项

默认值

说明

-nice <int>

19

设置优先级

-b

0

从轨迹文件中读取的第一帧(ps)

-e

0

从轨迹文件中读取的最后一帧(ps)

-[no]w

no

查看输出 .xvg, .xpm, .eps和.pdb文件

-xvg <enum>

xmgrace

xvg绘图格式: xmgrace, xmgr, none

-[no]fee

no

进行自由能估计

-fetemp <real>

300

自由能计算的参考温度

-zero <real>

0

减去零点能

-[no]sum

no

累加选中的能量项而不是全部展示出来

-[no]dp

no

以高精度格式输出能量

-nbmin <int>

5

误差估计的最小块数

-nbmax <int>

5

误差估计的最大块数

控制选项

选项

默认值

说明

-[no]mutot

no

根据分量计算总的偶极矩

-skip <int>

0

数据点之间跳过的帧数

-[no]aver

no

同时打印能量帧中精确的平均值和RMSD(只计算一项时)

-nmol <int>

1

采样的分子数: 能量将除以此值

-[no]fluct_props

no

基于能量涨落计算性质, 如热容

-[no]driftcorr

no

只用于计算涨落性质. 计算涨落性质前减去观测量的漂移

-[no]fluc

no

计算能量涨落的自相关函数而不是能量自身

-[no]orinst

no

分析瞬时取向数据

-[no]ovec

no

与-oten同用时也给出特征向量

-acflen <int>

-1

ACF的长度, 默认为帧数的一半

-[no]normalize

yes

归一化ACF

-P <enum>

0

ACF Legendre多项式的阶数(0意味着没有): 0, 1, 2, 3

控制选项

选项

默认值

说明

-fitfn <enum>

none

拟合函数: none, exp, aexp, exp_exp, vac, exp5, exp7, exp9, erffit

-beginfit <real>

0

对相关函数进行指数拟合的开始时间

-endfit <real>

-1

对相关函数进行指数拟合的结束时间, -1表示最终

补充说明

gmx energy可提取.edr文件中的能量数据并将结果输出为.xvg文件, 一般来说, 命令为:

gmx energy -f edr_file -o result.xvg

如果加上-b, -e选项, 可以从具体时间段提取结果而不是全部时间.

如果要编写bash脚本, 可以使用命令管道, 比如提取温度:

echo "temperature" | gmx energy -f npt.edr -o temperature.xvg



gmx energy的分析项目有以下这些方面

Select the terms you want from the following list by

selecting either (part of) the name or the number or a combination.

End your selection with an empty line or a zero.

-------------------------------------------------------------------

  1  Angle            2  Proper-Dih.      3  Ryckaert-Bell.   4  LJ-14

  5  Coulomb-14       6  LJ-(SR)          7  LJ-(LR)          8  Coulomb-(SR)

  9  Coul.-recip.    10  Potential       11  Kinetic-En.     12  Total-Energy

 13  Temperature     14  Pressure        15  Constr.-rmsd    16  Box-X

 17  Box-Y           18  Box-Z           19  Volume          20  Density

 21  pV              22  Enthalpy        23  Vir-XX          24  Vir-XY

 25  Vir-XZ          26  Vir-YX          27  Vir-YY          28  Vir-YZ

 29  Vir-ZX          30  Vir-ZY          31  Vir-ZZ          32  Pres-XX

 33  Pres-XY         34  Pres-XZ         35  Pres-YX         36  Pres-YY

 37  Pres-YZ         38  Pres-ZX         39  Pres-ZY         40  Pres-ZZ

 41  #Surf*SurfTen   42  Mu-X            43  Mu-Y            44  Mu-Z

 45  T-DRG           46  T-OIL           47  T-SOL           48  Lamb-DRG

 49  Lamb-OIL        50  Lamb-SOL



常用的一些如下:

Potential 体系势能

Total-Energy 体系总能量, 包括势能与动能, 动能项目为Kinetic-En

Temperature 温度

Pressure 体系平均压强

Density 体系平均密度

Pres-XX X方向压强

Pres-YY Y方向压强

Pres-ZZ Z方向压强

#Surf*SurfTen 表面或界面张力

gmx energy用于得到体系的各个能量, 一般跑完MD之后, 使用gmx energy处理ener.edr只能得到体系的各个能量项. 但如果想求体系中两个不同部分在模拟过程中的相互作用能, 那就要使用一些小窍门. 以下是实现的一种方法:

根据原来的.tpr文件建立一个新.tpr, 在新的.tpr中, 使用索引文件明确定义感兴趣的组.

使用gmx mdrun的-rerun选项指定原来的轨迹文件再跑一次模拟, 这个过程很快. 如果还想更快, 可以使用gmx trjconv把水分子去掉. 这一个重复的模拟也产生轨迹文件, 重要的是, 还会产生一个新的ener.edr文件, 这个文件中包含了.tpr文件中定义的各个组能量及相互作用能(库伦相互作用能, 范德华相互作用能等).

使用gmx energy把各个能量项提出来


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