CP2K官方test教程中Alchemical Change计算自由能模拟 输出文件的含义是什么？

ZQing

大家好，我最近在学习使用 CP2K 进行分子模拟，参考的是 CP2K 官方提供的 Alchemical Change（AC）教程（在github文件的cp2k/tests/FE/regtest-1/里cp2k/tests/FE/regtest-1 at master · cp2k/cp2k），模拟的是“水中一个有机物分子间氢原子的变换”过程。使用的 CP2K 版本为 2022，模拟体系如下：
官方教程中给的结构似乎是丙氨酸残基（ACE–ALA–NME）在水溶液中从有氢到无氢的构象变化过程，最终得到两构象之间的自由能差.
体系组成：一个溶质分子，由两个结构略有差异的分子片段构成，差异主要体现在是否含有一个氢原子；周围是 若干个水分子作为溶剂；
方法：GENMIX 类型的 AC 方法，使用 FIST 力场，在 λ=0.5 点进行了 20000 步采样。
遇到的问题如下：
1.输出文件种类繁多，不知用途具体为何：
输出文件包含
Solv_alch_chng-1.ener
Solv_alch_chng-1.restart
Solv_alch_chng-mix-1.ener
Solv_alch_chng-pos-1.pdb
Solv_alch_chng-r-1.out
Solv_alch_chng-r-2.out

我理解 .ener 是能量信息，.pdb 是轨迹文件，但像 -r-1.out 和 -r-2.out、-mix-1.ener 等文件具体记录哪些物理量？在后期处理自由能差或计算梯度时要用哪个？
2.关于 λ=0.5 时多步采样数据的意义和处理方式：
在 λ=0.5 进行 20000 步模拟，每一步都有输出如：

1. ALCHEMICAL CHANGE| DERIVATIVE TOTAL FREE ENERGY    -0.09819 +/- 0.00093 \\ALCHEMICAL CHANGE| DERIVATIVE UNBIASED FREE ENER   -0.09819 +/- 0.00093

复制代码

请问这个 “DERIVATIVE UNBIASED FREE ENER” 是 dG/dλ 吗？这些值是否应该做平均后再用来积分？如果我还想计算多个 λ 点，应该怎样设置？是否要自己构建多个 λ 点分别跑呢？

如果有前辈做过类似模拟，恳请赐教：

哪些输出文件是后处理自由能分析时必须用的？

有没有推荐的后处理脚本工具？

附：我用的是 CP2K 中的 FORCE_EVAL-MIXED 和 GENMIX 设置，模拟文件附后，十分感谢大家的指点！ 2.zip (4.34 MB, 下载次数 Times of downloads: 0)

2025-6-18 09:32 上传 Uploaded

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ZQing

有人能给点建议吗？