TRAPPE_small力场包

喵星大佬

==========2023-04-08更新===========
由于有用户反映该力场常与水模型合用以模拟水溶液的情况，因此更新了力场中的设置并添加了水模型的相关支持

对于默认使用SETTLE的硫化氢和环氧乙烷分子，添加了使用SHAKE约束的参数

如果需要模拟这两种分子在水溶液中的情况并对水使用SETTLE约束，可以在mdp文件中设置

1. define                                        = -DNOSETTLES

复制代码

选项激活相关设置以保证可以正确对水使用SETTLE

另一项更新是在二氧化碳中使用了虚拟质量点。
由于二氧化碳为直线分子，如果直接使用SHAKE/RATTLE算法对3个键长进行约束将，180度的键角会导致约束步的Jacobian矩阵奇异而无法施加约束。因此，为了保证直线约束的稳定性，重新调整了约束方式。采用新参数后，可以正确的对二氧化碳分子施加LINCS约束
该参数已通过二氧化碳水溶液NPT模拟中的RDF进行了验证

此外，由于SHAKE约束方法无法在能量极小化过程中使用，因此建议如果需要做能量极小化，可以使用布朗动力学进行近似能量极小化


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TRAPPE力场是明尼苏达大学Siepmann课题组开发的一系列力场，主要用于包括相平衡在内的一系列模拟
其中的Small版本包含了7种简单分子，为硫化氢，氮气，氧气，环氧乙烷，氨气，二氧化碳和氦气
其官网为： http://trappe.oit.umn.edu/#small

本人根据官网和原文中提供的数据(不包含氦气，不管原文还是官网都没见到参数，但是页面上又说有)，将其转换为Gromacs的格式力场包，可进行相关模拟


力场包中包含了所有6种分子的itp文件和pdb文件

6种气体单独存在的情况下已经过测试(测试条件为常温常压，盒子大小约30 nm，内含1000个各种分子)无误，注意其建议范德华截断半径为1.4 nm，且须结合PME计算长程静电作用

由于其均为刚性模型，考虑到约束的运行效率，对硫化氢和环氧乙烷设置了SETTLE约束，因此不能同时加入这两种分子，当然由于本来这两种分子之间就会发生反应，不应该共存，所以实际并没有影响。但是注意，此时不能和任意刚性水模型合用，除非修改水模型的约束，因为Gromacs中的水模型默认用SETTLE的参数，但是一个模拟中只能有一个分子使用SETTLE

对其他的默认为LINCS约束，对氨气和二氧化碳由于涉及非对角元，LINCS算法的近似矩阵求逆不成立，只能使用SHAKE约束迭代求解验证中CO2较同样原子数的H2S慢了相当多(约20-30%)

在forcefield.doc中对各个参数的来源作了说明

欢迎使用

raku

喵星大佬 发表于 2025-3-20 22:44
我并没有碰到过这种问题，你是不是和其他分子一起用了

找到问题了：Apple M1芯片不能这样。使用Windows电脑或者Linux就好了

raku

喵星大佬 发表于 2025-3-20 22:44
我并没有碰到过这种问题，你是不是和其他分子一起用了

没有的，纯NH3就这样提示

喵星大佬

raku 发表于 2025-3-20 19:38
请教老师，在使用您制作的itp和pdb模拟NH3时，
总是提示SHAKE is not supported with domain decompositio ...

我并没有碰到过这种问题，你是不是和其他分子一起用了

喵星大佬

thor 发表于 2025-2-3 20:12
这个结果异常是指什么呢，我看到很多文章（气体分离）模拟CO2用的TraPPE力场，没有提到增加额外的虚拟质 ...

那个只是为了能顺利模拟进行的修改，跟原版是等价的，实际上并没有可以约束三点共线并兼容热浴的方法，所以不这么改应该是不能跑起来的，模拟完了作图不展示虚拟点也是很正常的

raku

请教老师，在使用您制作的itp和pdb模拟NH3时，
总是提示SHAKE is not supported with domain decomposition and constraints that cross
domain boundaries, use LINCS
-------------------------------
mdp设置如下：
constraints              =  none / all-bonds
constraint-algorithm     = SHAKE
continuation             = no
Shake-SOR                = yes
shake-tol                = 0.0001
-------md 命令如下-----------------
gmx mdrun -v -s be.tpr -deffnm eq -ntmpi 1 -nt 1 ；使用-ntmpi 1 和 -nt 1防止域分解
---------------------------------------
不知道这样设置还有什么不对的地方导致提示报错提示。请帮指导，谢谢！

thor

喵星大佬 发表于 2024-1-11 21:59
当然是0，真正在原子位置的是虚拟点，只是用来提供真实相互作用的力矩。真正用来描述质心运动和分子转动 ...

这个结果异常是指什么呢，我看到很多文章（气体分离）模拟CO2用的TraPPE力场，没有提到增加额外的虚拟质量点。

zhishidishu

喵星大佬 发表于 2024-12-25 15:23
稍慢指的是只约束孤立键长，你这个要约束的是6个耦合的自由度，计算量本来就很大。

你可以用类似CO2的 ...

好的十分感谢老师的回复，刚接触gromacs对虚拟点相关知识不太了解，手册上看的也是一头雾水，网上有没有相关计算过程，老师能否推荐学习一下，再次感谢老师！

喵星大佬

zhishidishu 发表于 2024-12-25 15:11
感谢老师的回复，我还想再问下
1.手册上说比LINCS稍微慢一点，我这个慢了20倍，是不是太慢了？
2.还有 ...

稍慢指的是只约束孤立键长，你这个要约束的是6个耦合的自由度，计算量本来就很大。

你可以用类似CO2的方法把氨变成3个等效质点，保证3个转动自由度的转动惯量和总质量与原分子一致，所有原子的位置放虚拟点，用SATTLE算法约束这个等边三角形

zhishidishu

喵星大佬 发表于 2024-12-25 12:25
shake要迭代肯定慢，没法混用不同的约束方法，但可以适当降低shake算法的误差容限

感谢老师的回复，我还想再问下
1.手册上说比LINCS稍微慢一点，我这个慢了20倍，是不是太慢了？
2.还有老师您说的是更改shake-tol吗，我尝试从0.0001增大到了0.01，速度也仅从50ns/day增加到70ns/day，还有其他加速的方法吗？

喵星大佬

shake要迭代肯定慢，没法混用不同的约束方法，但可以适当降低shake算法的误差容限

zhishidishu

请问下大佬，我想要模拟液氨的密度，设置盒子大小是4.5nm^3，采用npt控压1MPa，首先采用GAFF力场，计算液氨密度为850kg/m3，实验密度应为（600kg/m3），采用LINCS，计算速度大概1000ns/day，更改采用trappe-small力场，更改算法为SHAKE，液氨密度为580kg/m3接近实验值，但速度下降到大概50ns/day。
1.更改算法后这样速度正常吗？
2.如果正常，更改哪些设置可以使速度变快？
3.如果在液氨中加入有机分子，能否对其他分子设置lincs算法，单独对NH3采用SHAKE算法？

喵星大佬

raku 发表于 2024-12-4 22:18
请教下大佬，在N2的itp中是否需要设置两个原子之间的[ exclusions ]，盼复，谢谢啦！

函数类型1的constraint本来就排除了，而且我应该写了exclusions用来排除和虚拟点的

raku

请教下大佬，在N2的itp中是否需要设置两个原子之间的[ exclusions ]，盼复，谢谢啦！

raku

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