如何在零温零压下用gromacs计算结构的质量密度

wiwiwi7

我想根据这篇文献中所用到的TIP4P/2005 water module去计算出我的结构的密度，一开始我以为的是在零温零压下跑分子动力学模拟，但我知道零温无法实现，所以我一开始的mdp设置是把温度设置为0.001，压力设置为0bar，然后跑了5ns的NPT模拟，最后通过输入gmx density -f traj_comp.xtc -s topol.tpr-o density.xvg和awk '{sum += $2; count++} END {printsum/count}' density.xvg得出我想要的质量密度，但是我用这种方法计算了ice XI的密度，得到ice XI的密度为0.631g/cm*3，和文献中相差特别大，而且我用vmd看了一下，我的结构里的水分子看起来很奇怪，感觉根本没运动，所以我找了一下错误的原因，然后问了一下ai，得到的回答是“文献的“零温零压”是能量最小化（结构优化）的表述，而非动力学模拟。若想复现，应使用能量最小化（EM），而非强制用 NPT MD 设置极低温度。”因此，我用最陡下降法简单做了个优化，得到一个优化后的结构文件，但得出来的密度仍然不对，可以说和我刚导出来的晶胞密度是一样的。后来我又发现，我用的是tip4p/ice模型，于是我将模型改成了文献中的TIP4P/2005 water module，但是计算出来的ice XI密度仍然是0.60，所以想问一下大佬们，究竟该怎么样正确的在零温零压下通过gromacs来计算结构的质量密度，谢谢！

sobereva

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注意优化的初始的结构就应当用相应晶型的冰

wiwiwi7

sobereva 发表于 2025-6-22 07:29
发帖后要检查帖子，不要残留诸如这样未解析的标签，严重影响阅读。应编辑帖子清除掉

注意优化的初始的结 ...

好的老师！我已经重新编辑了，非常谢谢老师的回复！我优化的初始结构就是ice XI，但我仍有点疑问是：所以我想要在零温零压下通过gromacs计算冰型的密度，是只需要对其结构的超晶胞进行最陡下降法优化，然后通过计算优化后的结构来得到吗？期待老师的回复！

sobereva

wiwiwi7 发表于 2025-6-23 21:12
好的老师！我已经重新编辑了，非常谢谢老师的回复！我优化的初始结构就是ice XI，但我仍有点疑问是：所以 ...

ice XI的密度是0.92 g/cm^3，倘若你用实验晶体结构作为初始结构，优化完了变成0.631g/cm^3，优化过程中盒子尺寸应当显著膨胀才对。但gromacs并不支持变胞优化，所以盒子尺寸不会在优化过程中改变。所以你的描述前后矛盾。倘若你初始结构用对了，不可能优化完了是0.631g/cm^3。

单纯说获得零温零压的结构，可以对盒子尺寸进行缩放成不同大小（gmx editconf结合-scale）并进行优化，可以拟合得到压力随晶胞尺寸变化曲线。取压力为0的晶胞尺寸，并把盒子尺寸缩放成这个值，然后做优化即可。

wiwiwi7

sobereva 发表于 2025-6-24 05:32
ice XI的密度是0.92 g/cm^3，倘若你用实验晶体结构作为初始结构，优化完了变成0.631g/cm^3，优化过程中盒 ...

非常感谢老师的回复，您说的矛盾点确实很有道理，应该是我某个地方搞错了，关于您给我的帮助与回复，对我非常有用，我会自己再继续思考研究，再次感谢老师！！！