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发布时间: 2024-5-5 14:33
正文摘要:2024年计算化学公社举办的计算化学程序和DFT泛函的流行程度投票结果Results of the Computational Chemistry Commune 2024 poll on the popularity of computational chemistry programs and DFT functionals 文/So ... |
Uus/pMeC6H4-/キ 发表于 2024-6-5 18:59 占比极少，可以忽略不计 |
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作为一个新入门分子动力学的，我挺好奇，Lammps的用户中有多少选用原因是与各种机器学习势的软件包挂钩？ 另外，看手册发现，现在连CP2K都有加载DeePMD-kit所得模型的功能了，不知道和其他有同样功能的软件相比表现如何。 |
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本帖最后由 喵星大佬 于 2024-5-7 16:06 编辑 gmx还是胜在教程多，自学方便，再就是文件可读性强，容易编写修改以及配套的分析等工具比较多。导致很多人入门直接学的就是这个。 硬要说功能/性能的话也不算突出。 生物分子模拟领域，比较突出的缺陷就是自带的力场过于老，虽然有一些力场开发者提供了力场包(charmm/kbff等)，但不全，想用其他的时候得自己对这原文或其他程序的文件转换参数。有些力场的参数转换还相当麻烦并自己修改以满足匹配需求(比如amber19SB要用额外的原子类型匹配cmap，lipid21要用额外原子类型匹配特殊的1-4作用等，均会导致工作量暴增，而且Amber的文件可读性不是一般的烂)，或者更复杂一些的直接无法支持(AMOEBA等)，当然我转换了一些参数放论坛里了大家需要可以自取，但更多的时候并没有需要的参数。此外，常用的朗之万热浴(在Alchemistry计算，膜-蛋白-配体等复杂弱耦合体系时基本必须使用以保证控温的合理性，相对简单的体系也建议采用)无法结合-update gpu选项导致速度折损不少，控压/约束的算法比较老旧(虽然有新的stochastic cell rescale)导致其虽然在Benchmark中速度较Amber/NAMD3/OpenMM等程序有一定速度优势，但实际使用时速度基本半斤八两(比如OpenMM/Amber等可以使用更大的步长)。还有就是PME分解为gmx2023版中加入的实验性技术(Amber/NAMD等早已支持)并且对硬件要求较高，在进行超大体系(例如全原子描述下数百万原子的体系)模拟时无法充分利用多GPU(此时可以用反应场方法代替PME以提升速度)并行，导致会较早达到速度瓶颈，此时比较建议使用其他程序。总的来说gmx在生物模拟领域是比较不错的，虽然短板也是很明显的(自由能计算速度较Amber等慢，对于增强采样方法比如RAMD/aMD/GaMD等支持的不好或不支持，不支持隐式溶剂模型或老版本支持的比较残废，建模/匹配力场功能较弱等)，不过还是能较好满足多数一般研究的需求。不过说起来Amber这玩意虽然力场比较多也比较全，功能方面也比较全，但是文件可读性方面真的是令人发指，看得非常难受，所以使用人数下降也属正常，基本就是用来生成一下力场文件(GAFF/GAFF2等)或者跑一下MMPBSA/GBSA这样。 材料领域(包括各种离子液体/电解液等)其实不算是gmx本来的赛道，比如支持的力场形式不符合一般材料模拟的需要(不支持PCFF，(M)EAM，SW势，Tersoff势和衍生的REBO等)，特殊的控温/控压/约束/非平衡动力学相关的功能支持的较为简单或不支持，API(不管是c++还是python的)基本是个残废无法接入时下流行的各种ML力场等。不过一方面由于很多较低层次的材料类模拟并不需要用到那些相对复杂的控温/非平衡动力学等方法，再就是对于高分子类材料，简单的有机力场勉强够用，并且也开发了一些简化的力场用于诸如离子液体(OPLS-IL2009等)，MOF(UFF4MOF等)并可以在gmx中使用，再加上资料多上手相对容易等，所以材料类模拟中gmx也有一席之地。当然如果需要更全面专业的学习材料模拟相关，还是建议直接从lmp下手，在材料类模拟领域算是瑞士军刀的存在速度也还比较不错(可能需要专门配置硬件，见http://bbs.keinsci.com/forum.php?mod=viewthread&tid=40521)虽然上手难度较gmx高的不是一点半点。还有那个GULP，本来以为借着对pGFN-FF的独家支持以及这力场相对不错的性能可以吸到一定的用户，不过目前看来没啥效果。 |
| 参与人数Participants 2 | eV +8 | 收起 理由Reason |
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| + 3 | 感谢科普 |
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| + 5 | 不明觉厉 |
sobereva 发表于 2024-5-6 11:49 好的，感谢sob老师，短期内想在流行性上超越经典泛函还是挺难的，期待有更多测试文章纳入新老泛函的对比  |
不想飞的猫头鹰 发表于 2024-5-6 09:46 wB97X-V和wB97M-V我都只用于算单点，优先用后者，如果SCF难收敛而且无法解决，再考虑前者 wB97X-D算能量肯定不如这俩，主要适合opt freq的目的，算分子间CT激发态等情况也可以用。就算wB97X-V和wB97M-V在当前用的程序中有解析梯度和Hessian，我也不会拿它们做opt freq，不仅更贵，对这些方面也不会有什么优势。 |
想问下社长怎么看wB97X-V这个泛函呀？您在http://sobereva.com/684博文里用这个泛函算了能量，Grimme他们在J. Chem. Phys. 158, 014103 (2023)里基于这个泛函搞了个wB97X-3c（不用wB97M-V估计是因为这个还没实现解析hessian），以后有没有可能一定程度上取代B3LYP/wB97X-D 6-31G(d)的地位？ |
MOPAC这个感觉有点过低了（虽然我也没选 ）。最近做的几个体系发现xtb在处理某些p-pi共轭体系时会明显高估，而PM6-D3H4等半经验方法在这方面还是具有明显优势的，至少定性还是正确的（跟普通杂化泛函相比）。只能说有太多研究为了速度在牺牲精度了 |
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