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[GROMACS] 碳纳米管周期性边界条件出错,怎么解决?

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我想做碳纳米管与大分子的吸附模拟,为了快速测试程序对不对,我就做了CNT与小分子的吸附,但是发现模拟后CNT端部出现了变形,CNT(11,0),长度63.9Å,按照文献里说的,盒子z向长度等于CNT长度,将CNT放置在63.9*63.9*63.9的盒子里,NVT、NPT过程进行了位置限制,MD过程将CNT进行freeze,下面给出mdp文件,请教各位老师哪里出了问题?


title       = MD simulation; 模拟标题
integrator  = md        ; ; leap-frog 积分器
dt          = 0.002     ; 时间步长(单位为ps, 我们使用了2 fs). 只用于动力学积分器(如md), 能量最小化时不需要
nsteps      = 25000000    ; 模拟步数(总模拟时间为nsteps*dt=10ns)
; 输出控制参数
nstxout             = 5000      ; 输出模拟坐标的频率(nstxout=5000且dt=0.002, 所以每10 ps输出一次)
nstvout             = 5000      ; 速度保存频率 10 ps
nstenergy           = 5000      ; 能量保存频率 10 ps
nstlog              = 5000      ; log文件输出频率 10 ps
nstxout-compressed  = 5000      ; save compressed coordinates every 10.0 ps
                                               ; nstxout-compressed replaces nstxtcout
compressed-x-grps   = System    ; replaces xtc-grps
; 键约束选项
continuation            = yes       ; Restarting after NPT
constraint_algorithm    = lincs     ; 约束算法 holonomic constraints
constraints             = h-bonds ; LINCS算法约束所有键 (even heavy atom-H bonds) constrained
lincs_iter              = 1         ; LINCS精度 accuracy of LINCS
lincs_order             = 4         ; LINCS阶数 also related to accuracy
; Neighborsearching
cutoff-scheme   = Verlet
ns_type         = grid      ; search neighboring grid cells
nstlist         = 10        ; 20 fs, largely irrelevant with Verlet scheme
freezegrps      = CNT
freezedim       = Y Y Y
; 静电和VDW参数
coulombtype     = PME       ; Particle Mesh Ewald for long-range electrostatics
pme_order       = 4         ; cubic interpolation
fourierspacing  = 0.16      ; grid spacing for FFT
rcoulomb        = 1.0       ; 计算静电作用的截断值(单位nm)
vdw-type        = Cut-off   ; VDW计算方法
rvdw            = 1.0       ; VDW截断距离
DispCorr        = EnerPres      ; 色散校正校正VDW截断 account for cut-off vdW scheme
pbc             = xyz       ; 3-D PBC
; 温度耦合
tcoupl      = V-rescale             ; modified Berendsen thermostat
tc-grps     = Tolue_CNT Water   ; two coupling groups - more accurate
tau_t       = 0.1     0.1           ; time constant, in ps
ref_t       = 300     300           ; reference temperature, one for each group, in K
; 压力耦合
pcoupl              = Parrinello-Rahman     ; Pressure coupling on in NPT
pcoupltype          = isotropic             ; uniform scaling of box vectors
tau_p               = 2.0                   ; time constant, in ps
ref_p               = 1.0                   ; reference pressure, in bar
compressibility     = 4.5e-5                ; isothermal compressibility of water, bar^-1
;初始速度选项
gen_vel     = no        ; Velocity generation is off



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发表于 Post on 2020-7-3 02:05:11 | 只看该作者 Only view this author
显然不能让盒子尺寸恰好等于管的尺寸,要不然相当于管的边界原子就和它的镜像强烈互斥了。应当恰当增加距离,从而能够通过平移复制盒子来得到正确的无穷延展的CNT
另外应当加上periodic-molecules = yes,以使得gmx能正确描述CNT跨越盒子成键

用freeze的时候不建议用压浴,否则容易出问题
而且体系未充分平衡的时候不要用PR压浴

不要用EnerPres,根本不适合当前情况。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-7-3 13:35:14 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2020-7-3 02:05
显然不能让盒子尺寸恰好等于管的尺寸,要不然相当于管的边界原子就和它的镜像强烈互斥了。应当恰当增加距离 ...

sob老师,我刚刚试了一下,现在端部原子不变形了,但是我有个问题想请教一下,NVT、NPT阶段我用约束文件进行约束,而md阶段我想固定CNT不动,这时mdp控压部分如何设置呢?如果想用freeze,那是不是md阶段不控压?如果想控压是不是继续采用约束文件进行固定,而舍弃freeze的方式?

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-7-3 19:00:25 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2020-7-3 02:05
显然不能让盒子尺寸恰好等于管的尺寸,要不然相当于管的边界原子就和它的镜像强烈互斥了。应当恰当增加距离 ...

还有,像CNT这种结构需不需要做npt控压?如果要控压,是semiisotropic还是应该isotropic?

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发表于 Post on 2020-7-4 05:28:59 | 只看该作者 Only view this author
libin093 发表于 2020-7-3 13:35
sob老师,我刚刚试了一下,现在端部原子不变形了,但是我有个问题想请教一下,NVT、NPT阶段我用约束文件 ...

NVT的话用freeze还是限制势都可以,NPT的话建议用限制势
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发表于 Post on 2020-7-4 05:29:41 | 只看该作者 Only view this author
libin093 发表于 2020-7-3 19:00
还有,像CNT这种结构需不需要做npt控压?如果要控压,是semiisotropic还是应该isotropic?

只要你一开始的CNT结构是合理的,对于研究吸附气体分子问题,做NVT就行了,没有控压的必要
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-7-4 09:46:04 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2020-7-4 05:29
只要你一开始的CNT结构是合理的,对于研究吸附气体分子问题,做NVT就行了,没有控压的必要

那如果做水溶液中吸附有机物和大分子是不是就需要控压?我看文献里吸附时,一般都在300K、1bar下进行,不控压的话,这个1bar怎么实现呢?

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2020-7-4 11:57:02 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2020-7-4 05:29
只要你一开始的CNT结构是合理的,对于研究吸附气体分子问题,做NVT就行了,没有控压的必要

sob老师,我现在对系综选择比较困惑,什么样的问题需要nvt+npt,什么样的问题则不需要npt?我看了一些cnt吸附有机物分子的文献,有的是二者兼有,有的是能量最小化+nvt,然后直接成品模拟,对同一个问题不同的人不同的做法,这就让我很困惑

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发表于 Post on 2020-7-5 01:53:54 | 只看该作者 Only view this author
libin093 发表于 2020-7-4 09:46
那如果做水溶液中吸附有机物和大分子是不是就需要控压?我看文献里吸附时,一般都在300K、1bar下进行,不 ...


不控压的情况实际压力是多少就是多少,没法控制
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发表于 Post on 2020-7-5 01:54:43 | 只看该作者 Only view this author
libin093 发表于 2020-7-4 11:57
sob老师,我现在对系综选择比较困惑,什么样的问题需要nvt+npt,什么样的问题则不需要npt?我看了一些cnt ...

凝聚相模拟一般都用NPT,显然这样更符合实际情况
没特殊必要就不需要用NVT,很多文章专门做一步NVT其实是完全多余的
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发表于 Post on 2021-1-8 17:33:33 | 只看该作者 Only view this author
1.老师,对于液相,300K,1bar的CNT吸附小分子,成品阶段应该是NPT,是吗?
2. 对于此模拟的预平衡过程,应该是NVT升温+NPT密度收敛是吗?

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发表于 Post on 2021-1-16 08:32:06 | 只看该作者 Only view this author
CruiseBend 发表于 2021-1-8 17:33
1.老师,对于液相,300K,1bar的CNT吸附小分子,成品阶段应该是NPT,是吗?
2. 对于此模拟的预平衡过程, ...

1 是
2 没必要用NVT
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发表于 Post on 2021-1-16 10:19:12 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2020-7-3 02:05
显然不能让盒子尺寸恰好等于管的尺寸,要不然相当于管的边界原子就和它的镜像强烈互斥了。应当恰当增加距离 ...

sob老师,EnerPres什么时候不能用呢?

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发表于 Post on 2021-1-17 06:58:46 | 只看该作者 Only view this author
adong 发表于 2021-1-16 10:19
sob老师,EnerPres什么时候不能用呢?

体系存在真空区的时候绝对不能用
对于界面和非均相的情况(如水+磷脂膜),原理上也不理想,但还不至于一定不能用
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