计算化学公社

标题: 求助，用plumed计算的Metadynamics如何判断自由能是否收敛？ [打印本页]

作者
Author: lnz 时间: 2022-5-19 09:28
标题: 求助，用plumed计算的Metadynamics如何判断自由能是否收敛？
本帖最后由 lnz 于 2022-5-22 10:26 编辑

用Metadynamics算了一个由两个CV,一个是质心距离，一个是角度的二维自由能，用的力场是martini，暂时是跑了8亿步，想请教一下判断其是否收敛的方法。

作者
Author: 陈小宇 时间: 2022-8-9 19:34
请问您现在知道了吗，我最近也在用plumed

作者
Author: gehan 时间: 2023-6-3 10:24
请问现在您知道了吗，我最近也在思考这个问题，但没找到答案

作者
Author: ccccc123 时间: 2023-6-3 10:50
本帖最后由 ccccc123 于 2023-6-3 10:53 编辑

个人理解有两种方法
1：生成多个迭代的fes*.dat,画图看随着步数增大，会探索出更全的自由能形貌图
2：HILLS文件中有一列是height，随着迭代次数增大会越来越小，最后趋为0即收敛

作者
Author: zhitengcheer 时间: 2023-6-16 16:37

ccccc123 发表于 2023-6-3 10:50
个人理解有两种方法
1：生成多个迭代的fes*.dat,画图看随着步数增大，会探索出更全的自由能形貌图
2：HIL ...

赞成

作者
Author: beyond 时间: 2023-6-16 18:48

ccccc123 发表于 2023-6-3 10:50
个人理解有两种方法
1：生成多个迭代的fes*.dat,画图看随着步数增大，会探索出更全的自由能形貌图
2：HIL ...

Gaussian height 趋于0，绝对不是判断收敛的一个标准。。。

作者
Author: biogon 时间: 2023-6-16 22:07
plumed如何用质心距离作为cv

作者
Author: miiiiiw 时间: 2024-6-11 17:24
请问有没有详细的判断标准的做法，cv比较复杂的时候该怎么判断

作者
Author: JCenter 时间: 2025-5-13 20:53

beyond 发表于 2023-6-16 18:48
Gaussian height 趋于0，绝对不是判断收敛的一个标准。。。

您好，大佬。Mtd的收敛标准应该是什么呢

作者
Author: Eudaimonia 时间: 2025-11-9 21:17

JCenter 发表于 2025-5-13 20:53
您好，大佬。Mtd的收敛标准应该是什么呢

请问现在找到答案了吗？

我看文献中有一些相关的描述，但是还是不太确定具体标准

1.

As ensemble averages are computed from time averages in molecular dynamics simulation, the bias must be converged within the initial state basin. However, sampling across the barrier is not required. Therefore, it is sufficient to observe only forward transitions, i.e. from the initial to the final state. This makes the protocol simpler compared to the calculation of the free energy landscape, where it is necessary to observe back-and-forth transitions between the metastable states, to ensure the convergence of the free energy difference between the initial and the final state.

这里提到可以观察到反应物到产物的转化即可估计正向反应能垒；而对于自有能面的绘制而言，最好能够观察到CV在一段空间内均匀采样的结果；这两个标准是否都是合理的？
参考文献：Journal of Chemical Theory and Computation 2023 19 (17), 5649-5670

2. 这篇文献用了一种叫做MFI的方法，采集多条轨迹的能垒进行平均后得到自由能垒。（但是手册暂时没看到教程）
参考文献：Journal of Chemical Theory and Computation 2024 20 (14), 6253-6262

作者
Author: student0618 时间: 2025-11-9 21:35
本帖最后由 student0618 于 2025-11-9 21:45 编辑

Eudaimonia 发表于 2025-11-9 21:17
请问现在找到答案了吗？

我看文献中有一些相关的描述，但是还是不太确定具体标准

一种方法是绘制不同模拟时间的自由能面图（如果是e.g. binding free energy，可以使用结合自由能），并观察其变化。

如果是funnel metadynamics，因为需要reweight funnel bias 它有提供专门的 VMD 插件来check convergence。Plumed网站上funnel metadynamics 教程中 (https://www.plumed.org/doc-v2.9/ ... sterclass-22-1.html) 搜convergence或者block bootstrap analysis。funnel metadynamics 的手册 (Nature Protocols, 15(9):2837–2866, 2020) 还提供了如何操作的示例。

作者
Author: Eudaimonia 时间: 2025-11-9 21:55

student0618 发表于 2025-11-9 21:35
一种方法是绘制不同模拟时间的自由能面图（如果是e.g. binding free energy，可以使用结合自由能），并观 ...

谢谢老师，我去看一下具体教程

再请问一下，我的目标过程是一个化学反应过程，之前使用xTB方法模拟的，但是因为原生xTB只支持RMSD作为CV，后续用orca（只能定义2个CV)进行了一些测试，目前是比较符合我的结果的；
但是有个问题，plumed本身是不直接支持orca的，据说可以用ASE链接orca和plumed，粗略翻了一下ASE手册里只有比较简单的指引，请问还有其他办法可以做与plumed联用的AIMD模拟吗？

测试了cp2k，这个软件的问题是1.只支持GFN1-xTB；2.只支持SCCS溶剂模型，且SCCS溶剂模型非常非常不稳定，与GFN1-xTB能否很好的结合是个问题；如果用显式溶剂会贵的多且会带来一些其他的问题，不太适合我的反应；

作者
Author: Daniel_Arndt 时间: 2025-11-10 14:47

Eudaimonia 发表于 2025-11-9 21:55
谢谢老师，我去看一下具体教程

再请问一下，我的目标过程是一个化学反应过程，之前使用xTB方法模拟的 ...

一个可能有用的办法是通过tblite使DFTB+支持xTB（ https://tblite.readthedocs.io/en/latest/users/dftbplus.html ），DFTB+跟plumed应该是有interface的（ https://dftbplus-recipes.readthe ... namics/plumed2.html ）。还有一个办法是Qbics，它应该支持xTB，它跟plumed有interface（ http://qbics.info/doc/tutorials/enhanced_md.html ），Qbics的开发者在本论坛有个帐号。

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