colvars使用eABF方法计算自由能的疑惑

函数与激情

初接触lammps,使用colvars结合eABF计算我的体系的PMF曲线十分奇怪，为了确认是否是自己操作有误，建了一个约20 Angstrom的纯水盒子计算30 ns内两个水分子质心距离的PMF。两个水分子质心距离从12 Angstrom到5 Angstrom，我想理论上应该是一条直线，但是结果却非如此，eABF和meta-eABF的计算结果如下（no offence, 此处输入文件参考的是付博士的帖子，http://bbs.keinsci.com/thread-10805-1-1.html），以及我的输入文件，望有经验的前辈指正

1. 
   
2. colvarsTrajFrequency        1000
   
3. colvarsRestartFrequency     1000
   
4. 
   
5. colvar {
   
6.   name   bond
   
7.   width  0.1
   
8.   lowerBoundary 5.00
   
9.   upperBoundary 12.0
   
10. 
    
11.   extendedlagrangian   on  
    
12.   extendedFluctuation  0.1
    
13.   extendedTimeConstant   200
    
14. 
    
15.   subtractAppliedForce   on  
    
16. # expandboundaries    on  
    
17. # forceNoPBC yes
    
18. 
    
19.   distance {
    
20.     group1    {   
    
21.       atomNumbers 982 983 984
    
22.     }   
    
23.     group2    {   
    
24.       atomNumbers 916 917 918
    
25.     }   
    
26.   }
    
27. }
    
28. 
    
29. harmonicWalls {
    
30. name abf_pmf
    
31. colvars bond
    
32. lowerWalls 4.0
    
33. upperWalls 13.0
    
34. lowerWallConstant 2.0
    
35. upperWallConstant 2.0
    
36. }
    
37. 
    
38. abf {
    
39. colvars bond
    
40. fullSamples 2000
    
41. historyfreq  1000
    
42. writeCZARwindowFile on
    
43. CZARestimator on
    
44. 
    
45. }
    
46. 
    
47. metadynamics {
    
48. colvars bond
    
49. hillwidth  5
    
50. hillweight  0.1
    
51. welltempered   on
    
52. biastemperature  4000
    
53. 
    
54. }
    

复制代码

fhh2626

你模拟的时间尺度太短了，要是研究真空中两个水分子的作用可能比较容易得到光滑的曲线，水盒子中两个给定水分子的相互作用就比较复杂了，包含水分子的溶剂化层的结构化过程，而且你这个定义没有约束取向，要收敛的话还需要采样到不同取向的平均，可能不是几十ns能完成的事情

另外，你自由能计算的范围是5-12A，但是墙却设到了4和13A，这是何意？

函数与激情

fhh2626 发表于 2021-9-29 10:15
你模拟的时间尺度太短了，要是研究真空中两个水分子的作用可能比较容易得到光滑的曲线，水盒子中两个给定水 ...

谢谢付博的回复，我以为wall需要大于我的CV计算范围，是我理解的有误

beyond

fhh2626 发表于 2021-9-29 10:15
你模拟的时间尺度太短了，要是研究真空中两个水分子的作用可能比较容易得到光滑的曲线，水盒子中两个给定水 ...

关于墙的问题，我插一句，通常在做metadynamics的时候，墙的位置都是要比想要explore的CV范围宽一些，
在用eABF及meta-eABF的时候，这么设定会有什么问题吗

k64_cc

等会，12A已经比1/2盒子边长大了吧。盒子整大点再试试。

函数与激情

k64_cc 发表于 2021-9-30 08:55
等会，12A已经比1/2盒子边长大了吧。盒子整大点再试试。

体系是周期性的，程序会自动判定最小距离。

fhh2626

beyond 发表于 2021-9-29 18:09
关于墙的问题，我插一句，通常在做metadynamics的时候，墙的位置都是要比想要explore的CV范围宽一些，
...

你是不是记混了？在Plumed中墙一般设得比增强采样算法探索的距离要小一些，比如想在5-16A的距离做MtD，墙设在5A和16A，MtD的范围设为4-17A。这是个技术原因，和方法没什么关系，Plumed如果体系RC跑到增强采样范围之外会直接报错退出，但是Colvars没有这个限制。

如果反过来，比如MtD的范围设为5-16A，墙设在4A和17A，那体系会卡在4-5A或者16-17A的

k64_cc

函数与激情 发表于 2021-9-30 09:59
体系是周期性的，程序会自动判定最小距离。

程序判定是不会错，但是你采样会有问题，太远的部分会受到PBC的影响导致采样变少。