PLUMED做metadynamic求助

sun666

想学习metadynamic，用了PLUMED结合GMX。初学，对PLUMED的教程还不理解。想请教各位前辈几个问题。
1.做metadynamic时只能在一个CV上加高斯沉积函数吗，还是可以同时对多个CV进行加高斯沉积函数。
2.对自由能进行REWEIGHT的意义在哪里。官网的解释是模拟之后对其他CV进行分析。但是初始对一个ARG进行加高斯沉积函数，在REQWEIGHT的我在METAD中的ARG换成其他变量不能够执行了。这岂不是失去了reweight的意义。做官网的教程时，我在初始的METAD中的ARG设置了两个CV，在reweight后其中一个CV的自由能图应该比较正常（phi）,但是psi的自由能图看着比较诡异，不知道设置多个CV的操作是否正确。phi与psi的自由能图如下
3.METAD中的的高斯函数在不同体系该怎么设置呢 ，HEIGHT与SIGMA该有什么设置规定吗。
4.METAD中的GRID_MIN，GRID_MAX，GRID_BIN。我只知道是画网格存储偏置力的意思，但是具体的网格是在哪里画的呢，GRID_MIN=-pi GRID_MAX=pi。这里的-pi到pi是指什么范围呢。

wuzhiyi

1.做metadynamic时只能在一个CV上加高斯沉积函数吗，还是可以同时对多个CV进行加高斯沉积函数。

都可以，可以做2维的。

2.对自由能进行REWEIGHT的意义在哪里。官网的解释是模拟之后对其他CV进行分析。但是初始对一个ARG进行加高斯沉积函数，在REQWEIGHT的我在METAD中的ARG换成其他变量不能够执行了。这岂不是失去了reweight的意义。做官网的教程时，我在初始的METAD中的ARG设置了两个CV，在reweight后其中一个CV的自由能图应该比较正常（phi）,但是psi的自由能图看着比较诡异，不知道设置多个CV的操作是否正确。phi与psi的自由能图如下

reweight要收敛之后才有意义。
假设CV1有10%概率=1。CV1=1的时候，CV2有20%是1，80%是2。
假设CV1有90%概率=2。CV1=2的时候，CV2有30%是1，70%是2。

在收敛之后，CV1有50%概率=1，50%概率=2，所以这个时候CV2有20%*50%+30%*50%=25%的概率1，同时80%*50%+70%*50%=75%的概率是2。
我们通过分析得知原始状况下CV1有10%概率=1，CV1有90%概率=2。
于是我们通过rewight可以得到原本CV2的分布，比如CV2=1的概率，就是CV1=1的概率*（CV1=1且CV2=1的概率）+
CV1=2的概率*（CV1=2且CV2=1的概率）。

3.METAD中的的高斯函数在不同体系该怎么设置呢 ，HEIGHT与SIGMA该有什么设置规定吗。

HEIGHT一般设1就行，SIGMA就是你的cv的标准差。

4.METAD中的GRID_MIN，GRID_MAX，GRID_BIN。我只知道是画网格存储偏置力的意思，但是具体的网格是在哪里画的呢，GRID_MIN=-pi GRID_MAX=pi。这里的-pi到pi是指什么范围呢。

因为每一步要对所有的高斯做积分非常的慢，所以一般就直接储存高斯的积分，所以需要格点来积分，格点就会有范围，这里因为考察二面角的弧度，所以格点最小是-pi最大是pi。

sun666

wuzhiyi 发表于 2021-7-13 01:25
1.做metadynamic时只能在一个CV上加高斯沉积函数吗，还是可以同时对多个CV进行加高斯沉积函数。

都可以 ...

非常非常感谢大佬耐心解答，我消化消化

fhh2626

wuzhiyi 发表于 2021-7-13 01:25
1.做metadynamic时只能在一个CV上加高斯沉积函数吗，还是可以同时对多个CV进行加高斯沉积函数。

都可以 ...

补充一下，reweighting的实际意义是计算时可以将体系的缓慢自由度用比较抽象的CVs表示，分析的时候reweight到简单的几何CV空间来分析。这种情况如果直接用简单的几何CVs做反应坐标的话可能计算不收敛

对于用简单的几何CVs就能做反应坐标描述的运动，是不需要reweighting的

sun666

在超算上安装了MPI版本的PLUMED2.6.3和MPI版的gromacs2018.8
安装MPI版本的PLUMED2.6.3过程如下
tar zxvf plumed-2.6.3.tgz
cd plumed-2.6.3
./configure --prefix=/public1/home/sc61049/plumed-2.6.3  --enable-mpi --disable-almost --enable-matheval
make
make install


plumed help   输出正常
plumed --has-mpi && echo ok       输出OK
感觉plumed的MPI版本已经安装好了。

gmx安装进行了plumed patch -p
输入 gmx_mpi mdrun -plumed  显示正常（我认为，截图如图一）
但是在模拟时命令：
mpirun -np 64 gmx_mpi mdrun -deffnm npt  可以运行
mpirun -np 64 gmx_mpi mdrun -deffnm npt -plumed plumed.dat   报错“mpirun noticed that process rank 36 with PID 126865 on node da0607 exited on signal 11 (Segmentation fault).”输出的文件见附件

gmx可以用但是加速plumed就不行了，应该是plumed的问题，但是plumed --has-mpi && echo ok 又输出了OK 不知道是哪里的问题

求大佬帮助

sun666

wuzhiyi 发表于 2021-7-13 01:25
1.做metadynamic时只能在一个CV上加高斯沉积函数吗，还是可以同时对多个CV进行加高斯沉积函数。

都可以 ...

在学习plumed过程中有很多不理解的地方，希望得到您的解答
1.其对周期性边界的处理
WHOLEMOLECULES能够重建被周期性分割的分子但是对其具体意思不清，如WHOLEMOLECULES ENTITY0=1-20 。这句的意思是，1-20号原子看做一个整体，保持完整吗。如果对液液两相体系（上面为有机相下面水），把所有水作为一个ENTITY，模拟过程中由于pbc必然有水会从体系顶部接触有机相分子（盒子最底部的水跑到盒子最上面）。这样进行WHOLEMOLECULES的效果会是什么呢。

2.NOPBC距离能否超过盒子边长的一半呢。

3.COORDINATION
在进行计算配位数时，初始位置（COLVAR文件第一行time=0）显示的结果为小数4.607905。但是用VMD查看配位数为6（PLUMED设置的R_0距离以内出现的个数）。这是不准确吗还是什么原因呢，为什么不是6且为小数呢

3.对于坐标的问题
我想获得原子A的z坐标进而在z坐标上进行metadynamic。但是在plumed中没有发现可以直接获取坐标的关键词。DISTANCE倒是可以或者z上的大小（另外想问d: DISTANCE ATOMS=1,2   d.x是1-2 还是2-1）。请问是否有方法可以直接获取原子的x、y、z坐标。

4.matedynamic的问题
我进行metadynamic时报错，说在格子外进行搜索。查看了一下可能的原因是初始CV不在GRID_MIN到 GRID_MAX的范围。请问是否是这个原因呢。我在液液体系中，对有机相的质心设置为虚原子，cv为水相中的金属离子到虚原子的z方向的距离。发现这个z距离不连续输出如下：
#! FIELDS time d1.x d1.y d1.z
0.000000  -0.895931
0.200000  3.554236
0.400000  3.568508
0.600000 -0.901563
0.800000  3.500533
1.000000  3.496706
1.200000 -4.231677
1.400000  1.083893
1.600000  1.050676
1.800000 -0.929115
2.000000  -3.566697
2.200000 -3.581374
2.400000  -3.594004
2.600000 0.819254
2.800000 0.818876
3.000000  0.798152
3.200000 0.765366
3.400000 3.674281
3.600000 0.740740
3.800000  0.733210
4.000000 0.745795
4.200000 0.766938
是因为有少数机相分子由于pbc从盒子顶部跑到盒子底部吗。该怎么解决呢。

5.LOWER_WALLS/UPPER_WALLS
请问同时使用WALLS和MATED时，与只使用MATED计算自由能有何区别呢。是否要计算WALLS产生的偏置势
6.SIGMA参数
在METAD过程的SIGMA时cv的标准差，是不也遵守SIGMA准则：（μ-σ，μ+σ）概率为0.6526 （μ-2σ，μ+2σ）中的概率为0.9544，其中μ是不是应为（GRID_MIN+GRID_MAX）/2。
SIGMA为什么要自己指定呢，
7HISTOGRAM参数
这个参数是统计CV上的概率分布，GRID_BIN指定网格数量，可以认为成在CV范围生成的概率直方图的柱子个数吗。BANDWIDTH指的是宽度核密度估计的宽度是什么意思呢，可以理解为直方图柱子的宽度吗。这样岂不是与GRID_BIN的效果一样。

Daniel_Arndt

sun666 发表于 2021-7-29 18:30
在学习plumed过程中有很多不理解的地方，希望得到您的解答
1.其对周期性边界的处理
WHOLEMOLECULES能够 ...

对于第三个问题，其实你只要看一下plumed里面的“COORDINATION”具体是什么形式就明白了。对于第四个问题，你可以参考plumed里面的“POSITION”，但我个人建议你优先考虑其他种类的collective variable。

sun666

Daniel_Arndt 发表于 2021-7-30 04:56
对于第三个问题，其实你只要看一下plumed里面的“COORDINATION”具体是什么形式就明白了。对于第四个问题 ...

好的，非常感谢老师。您的意思是选择POSITION的z坐标作为CV不准确吗

陈小宇

wuzhiyi 发表于 2021-7-13 01:25
1.做metadynamic时只能在一个CV上加高斯沉积函数吗，还是可以同时对多个CV进行加高斯沉积函数。

都可以 ...

老师好，请问如果我要用GROMACS+plumed计算DNA在A型和B型构象转变的自由能图，以RMSD为变量，以下理解正确吗？
GRID_MIN为RMSD的最小值
GRID_MAX为RMSD的最大值
SIGMA为RMSD在这一过程中变化的最大值和最小值之差

ljh123

fhh2626 发表于 2021-7-13 10:43
补充一下，reweighting的实际意义是计算时可以将体系的缓慢自由度用比较抽象的CVs表示，分析的时候reweig ...

老师请问下，plumed做元动力学模拟，GRID关键词和WALLS关键词似乎都可以限制CV的范围，那这两个关键词有什么区别呢？我是否可以只设置WALLS不设置GRID呢

fhh2626

ljh123 发表于 2024-12-23 19:10
老师请问下，plumed做元动力学模拟，GRID关键词和WALLS关键词似乎都可以限制CV的范围，那这两个关键词有 ...

grid是格点化的意思