NAMD-xtb QM/MM interface

fhh2626

最近无聊写了个NAMD和Grimme的xtb程序做QMMM的interface，在我自己的09年买的双核机器上达到了0.1ns/day的速度（100+QM原子），感觉xtb程序效率极高，即便QM区域很大也有可能能达到2-3天1ns的速度，有兴趣的可以测试下

NAMD-QM/MM:
NAMD做QMMM极其简单，复制一个PDB文件出来，把QM区域原子的beta列改成1，如果QM-MM之间有键相连（不推荐）的话，把连接的原子的occupancy列设成1
然后根据NAMD官网教程在config文件里面设置好其他参数（如QM程序的路径等）即可

脚本的使用方法见里面的注释
可以简单的修改write_xtbinput和read_xtboutput两个函数来连接其他QM软件

namd_xtb.py (7.63 KB, 下载次数 Times of downloads: 365)

2017-12-14 21:26 上传 Uploaded

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fhh2626

DwyaneWan 发表于 2025-11-22 04:40
Fu老师，如果想要只用XTB opt 对结构进行优化，是否只需要把MD的步数调整成一，然后xtb部分加上opt的关键词 ...

用NAMD的minimize命令

DwyaneWan

Fu老师，如果想要只用XTB opt 对结构进行优化，是否只需要把MD的步数调整成一，然后xtb部分加上opt的关键词呢？

fhh2626

xukw 发表于 2025-3-29 17:46
付博士您好，用xtb描述QM区，是不是就不能使用colvars模块QM区进行增强采样了，我用NAMD_Git-2025-01-10_Li ...

可以的。可能是MtD采样太慢了

xukw

付博士您好，用xtb描述QM区，是不是就不能使用colvars模块QM区进行增强采样了，我用NAMD_Git-2025-01-10_Linux-x86_64-multicore，对QM区原子用C-C距离作为CV进行 metadynamics时，cv一直在平衡距离波动，势阱超过30 kcal/mol还没跳出来，是不是目前的版本中colvars没法对QM区产生影响呢

xukw

请问付博士，使用上面的脚本做QM/MM，并使用和colvas做增强采样，会报如下的错：。实在找不到原因
Info: List of ranks running QM simulations: 0.
colvars: Updating NAMD interface:
colvars: updating atomic data (0 atoms).
colvars: updating group data (2 scalable groups, 2 atoms in total).
colvars: updating grid object data (0 grid objects in total).
colvars: Re-initialized atom group for variable "rc1":0/0. 1 atoms: total mass = 1.008, total charge = 0.
colvars: Re-initialized atom group for variable "rc1":0/1. 1 atoms: total mass = 12.01, total charge = 0.
colvars: The restart output state file will be "meta.restart.colvars.state".
colvars: The final output state file will be "meta.colvars.state".
colvars: Synchronizing (emptying the buffer of) trajectory file "meta.colvars.traj".
QMENERGY:       0         1.0000  -1625138.2464  -1624282.2267

PRESSURE: 0 -4710.75 -48.3662 -112.559 -48.4165 -4877.13 -337.297 -112.571 -337.239 -4273.76
GPRESSURE: 0 -4673.11 -32.949 -115.562 -48.5328 -4835.91 -334.633 -124.677 -346.389 -4187.52
ETITLE:      TS           BOND          ANGLE          DIHED          IMPRP               ELECT            VDW       BOUNDARY           MISC        KINETIC               TOTAL           TEMP      POTENTIAL         TOTAL3        TEMPAVG            PRESSURE      GPRESSURE         VOLUME       PRESSAVG      GPRESSAVG

QMETITLE:      TS           QMID         ENERGY  PMECORRENERGY

ENERGY:       0       341.5874      1274.5170      5463.4951         0.0000        -233233.7149     25424.7116         0.0000  -1624282.2267      2294.3551       -1822717.2753        20.0582  -1825011.6305  -1822716.5631        20.0582          -4620.5478     -4565.5094    604504.0000     -4620.5478     -4565.5094

OPENING EXTENDED SYSTEM TRAJECTORY FILE
QMENERGY:       1         1.0000  -1625143.1247  -1624284.9724

OwnerBox::close() - close called, but closeCount 0 openCount -1OwnerBox::close() - close called, but closeCount 0 openCount -1
Segmentation fault (core dumped)

yjb

谢谢付老师，解决了。

fhh2626

yjb 发表于 2024-12-6 13:27
谢谢付老师，现在出现一个新的问题，QM-MM bonds的设置出现了问题，可以在哪里找到参考资料吗？

这个得看看官方文档了

yjb

fhh2626 发表于 2024-12-6 09:31
NAMD的QM/MM有点怪，需要PDB最右边一列显式指定元素类型，缺失原子类型是这个原因

谢谢付老师，现在出现一个新的问题，QM-MM bonds的设置出现了问题，可以在哪里找到参考资料吗？

fhh2626

yjb 发表于 2024-12-5 15:45
付老师，我用NAMD+ORCA，用BFEE2做了预处理，跑一个蛋白配体的构象翻转过程。现在遇到QM区域缺失元素类型的 ...

NAMD的QM/MM有点怪，需要PDB最右边一列显式指定元素类型，缺失原子类型是这个原因

fhh2626

yjb 发表于 2024-12-5 15:45
付老师，我用NAMD+ORCA，用BFEE2做了预处理，跑一个蛋白配体的构象翻转过程。现在遇到QM区域缺失元素类型的 ...

NAMD的QM/MM有点怪，需要PDB最右边一列显式指定元素类型，缺失原子类型是这个原因

fhh2626

yjb 发表于 2024-12-5 15:45
付老师，我用NAMD+ORCA，用BFEE2做了预处理，跑一个蛋白配体的构象翻转过程。现在遇到QM区域缺失元素类型的 ...

NAMD的QM/MM有点怪，需要PDB最右边一列显式指定元素类型，缺失原子类型是这个原因

yjb

付老师，我用NAMD+ORCA，用BFEE2做了预处理，跑一个蛋白配体的构象翻转过程。现在遇到QM区域缺失元素类型的问题。一个是orca的报错，一个是qm区域的坐标选择。

po390

fhh2626 发表于 2024-9-21 21:12
你是不是看错了，默认xtb使用所有的核心跑的(top可以看到xtb线程占用超过100%的CPU)，要设置
export OMP ...

谢谢老师的提醒!
之前已经设置过,但还是无法多核运行xtb,
不过老师的话提醒了我,我发现是我个人使用习惯的问题,我在运行namd时加上+setcpuaffinity 导致运行时xtb无法多核,去掉之后就可以了,
不过为啥+setcpuaffinity的影响会这里?

fhh2626

po390 发表于 2024-9-21 17:15
付老师,您好,您的namd-xtb脚本非常好用帮我解决了不少问题,非常感谢!
不过使用中我遇到一个问题,发现无论x ...

你是不是看错了，默认xtb使用所有的核心跑的(top可以看到xtb线程占用超过100%的CPU)，要设置
export OMP_NUM_THREADS=<ncores>,1
环境变量才能更改核心数。

po390

付老师,您好,您的namd-xtb脚本非常好用帮我解决了不少问题,非常感谢!
不过使用中我遇到一个问题,发现无论xtb都是单核在跑(虽然对我的单核的速度也够用了),namd如何可以多核去调用xtb?
NAMD2.14和3.0都试过,都是单核去调用xtb,无法多核调用(设置多核环境变量都无效果).
其实,之前在用namd提供的mopac interface同样存在类似的问题.
这个是否是NAMD本身的限制?