gmx エネルギー

概要

gmx energy [-f [<.edr>]] [-f2 [<.edr>]] [-s [<.tpr>]] [-o [<.xvg>]]
           [-viol [<.xvg>]] [-pairs [<.xvg>]] [-corr [<.xvg>]]
           [-vis [<.xvg>]] [-evisco [<.xvg>]] [-eviscoi [<.xvg>]]
           [-ravg [<.xvg>]] [-odh [<.xvg>]] [-b <time>] [-e <time>]
           [-[no]w] [-xvg <enum>] [-[no]fee] [-fetemp <real>]
           [-zero <real>] [-[no]sum] [-[no]dp] [-nbmin <int>]
           [-nbmax <int>] [-[no]mutot] [-[no]aver] [-nmol <int>]
           [-[no]fluct_props] [-[no]driftcorr] [-[no]fluc]
           [-[no]orinst] [-[no]ovec] [-einstein_restarts <int>]
           [-einstein_blocks <int>] [-acflen <int>] [-[no]normalize]
           [-P <enum>] [-fitfn <enum>] [-beginfit <real>]
           [-endfit <real>]

説明

gmx energy は、エネルギーファイルからエネルギーコンポーネントを抽出します。 ユーザーは、必要なエネルギー項をインタラクティブに選択するように求められます。

平均値、RMSD（二乗平均平方根誤差）およびドリフトは、シミュレーションから完全な精度で計算されます（印刷されたマニュアルを参照）。ドリフトは、データを直線に当てはめることで最小二乗法を用いて計算されます。報告されている合計ドリフトは、最初の点と最後の点の当てはめの差です。平均値のエラー推定は、完全な精度で得られた平均値を使用して、5つのブロックにわたる平均値に基づいて算出されます。このエラー推定は、オプション -nbmin と -nbmax を使用して、複数のブロック長に対して実行できます。注意：ほとんどの場合、エネルギーファイルには、すべてのMDステップまたはエネルギーファイル内のフレーム数よりも多くの点に関する平均値が含まれています。これにより、gmx energy の統計出力は、.xvg の出力よりも正確になります。エネルギーファイルに正確な平均値がない場合、上記の統計は、単一のフレームごとのエネルギー値に対してのみ適用されます。

「変動」という用語は、最小二乗法による適合値に対するRMSD（平方根平均二乗偏差）を示します。

適切なエネルギー項が選択され、コマンドラインオプション -fluct_props が指定されている場合、一部の変動依存プロパティを計算できます。 次のプロパティが計算されます。

プロパティ	必要なエネルギー関連用語
熱容量 C_p (NPTシミュレーション):	エンタルピー、温度
熱容量 C_v (NVTシミュレーション):	Etot, 温度
熱膨張係数 (NPT):	エンタルピー、体積、温度
等温圧縮性:	体積、温度
断熱体積弾性率:	体積、温度

常に「-nmol」の分子数を設定する必要があります。C_p/C_v の計算には、量子効果に関する修正は含まれていません。もしそのような修正が必要な場合は、gmx dos プログラムを使用してください（そして、そうする必要があります）。

オプション -odh は、ener.edr ファイルから自由エネルギーデータ（ハミルトニアンの差と/またはハミルトニアンの導関数 dhdl）を抽出し、プロットします。

-fee オプションを使用すると、理想気体の状態との自由エネルギー差の推定値が計算されます。

Delta A = A(N,V,T) - A_idealgas(N,V,T) = kT
ln(<exp(U_pot/kT)>)
Delta G = G(N,p,T) - G_idealgas(N,p,T) = kT
ln(<exp(U_pot/kT)>)

ここで、kはボルツマン定数、Tは`-fetemp`で設定され、平均はエンsembles（または軌跡における時間）全体にわたって計算されます。ただし、これは基本的に、エンsembles全体（ボルツマンエンsembles）を平均し、ポテンシャルエネルギーを使用する場合にのみ正しいです。これにより、エントロピーの推定も可能です。

Delta S(N,V,T) = S(N,V,T) - S_idealgas(N,V,T) =
(<U_pot> - Delta A)/T
Delta S(N,p,T) = S(N,p,T) - S_idealgas(N,p,T) =
(<U_pot> + pV - Delta G)/T

2番目のエネルギーファイルが指定された場合（-f2）、自由エネルギーの差分が計算されます：

dF = -kT
ln(<exp(-(E_B-E_A) /
kT)>_A),

ここで、E_AとE_Bは、最初のエネルギーファイルと2番目のエネルギーファイルから得られたエネルギーであり、平均はエンブレムAに対して計算されます。自由エネルギー差の移動平均は、"-ravg"で指定されたファイルに出力されます。注意：両方のエネルギーは、同じ軌跡から計算されている必要があります。

液体の場合、粘度は、自己相関関数の積分によって計算するか、オフ対角圧要素に対してアインシュタインの公式を使用することで計算できます。オプション -vis は、自己相関関数の積分を通じて、せん断および体積粘度の計算を有効にします。正確な結果を得るには、非常に頻繁な圧力テンソルの計算と出力が必要です。アインシュタインの公式は、頻繁な出力が不要であるため、より便利です。ただし、頻繁な圧力計算（nstcalcenergy mdpパラメータ）は依然として必要です。オプション -evicso は、このせん断粘度の推定値を提供し、オプション -eviscoi は積分値を提供します。これらの2つのオプションのいずれかを使用すると、もう一方も有効になります。粘度は、均一に分布した -einstein_restarts の開始点から平均された積分から計算され、これは -einstein_blocks の1つのブロックからサンプリングされた軌跡のデータから得られます。

オプション

入力ファイルの指定オプション:

-f [<.edr>] (ener.edr)

エネルギーファイル

-f2 [<.edr>] (ener.edr) (オプション)

エネルギーファイル

-s [<.tpr>] (topol.tpr) (オプション)

ポータブル XDR 実行入力ファイル

出力ファイルの指定オプション:

-o [<.xvg>] (energy.xvg)

xvgr/xmgr ファイル

-viol [<.xvg>] (violaver.xvg) (任意)

xvgr/xmgr ファイル

-pairs [<.xvg>] (pairs.xvg) (オプション)

xvgr/xmgr ファイル

-corr [<.xvg>] (enecorr.xvg) (オプション)

xvgr/xmgr ファイル

-vis [<.xvg>] (visco.xvg) (オプション)

xvgr/xmgr ファイル

-evisco [<.xvg>] (evisco.xvg) (オプション)

xvgr/xmgr ファイル

-eviscoi [<.xvg>] (eviscoi.xvg) (オプション)

xvgr/xmgr ファイル

-ravg [<.xvg>] (runavgdf.xvg) (オプション)

xvgr/xmgr ファイル

-odh [<.xvg>] (dhdl.xvg) (オプション)

xvgr/xmgr ファイル

Other options:

-b <時間> (0)

最初のフレームを読み込む開始時間（デフォルト単位：ps）

-e (0)

読み込むトレースファイルの最後のフレームの時刻 (デフォルト単位: ps)

-[no]w (no)

表示 .xvg, .xpm, .eps および .pdb ファイル

-xvg <enum> (xmgrace)

xvg グラフの書式設定: xmgrace, xmgr, なし

-[no]fee (なし)

無料のエネルギー見積もりを行う

-fetemp <実数> (300)

基準温度（自由エネルギー計算用）

-zero <実数> (0)

ゼロ点エネルギーを差し引く

-[no]sum (no)

選択したエネルギー項目の合計を表示するのではなく、それらをすべて表示するのではなく、合計を表示します。

-[no]dp (無)

高精度でエネルギーを表示する

-nbmin <int> (5)

エラー推定に必要な最小ブロック数

-nbmax <整数> (5)

エラー推定のための最大ブロック数

-[no]mutot (無効)

各成分から、全体の偶極モーメントを計算します。

-[no]aver (無)

また、エネルギーフレームに保存されている正確な平均値とRMSDも出力します（1つのタームのみを要求した場合にのみ）。

-nmol <整数> (1)

サンプル中の分子数：これらのエネルギーは、この数で割られます

-[no]fluct_props (無)

エネルギー変動に基づいて、熱容量などの特性を計算します。

-[no]driftcorr (無)

この機能は、変動特性の計算にのみ使用されます。観測量のドリフトは、変動特性を計算する前に差し引かれます。

-[no]fluc (無)

エネルギー自体の代わりに、エネルギーの変動の自己相関を計算する

-[no]orinst (無)

瞬間的な方向データのアナウサ

-[no]ovec (無)

また、``-oten``オプションを使用して固有ベクトルもプロットします。

-einstein_restarts <整数> (100)

粘度を計算するために再起動回数

-einstein_blocks <整数> (4)

エインシュタインの関係式を使用して粘度を計算するための平均窓の数

-acflen <int> (-1)

ACFの長さは、デフォルトでフレーム数の中央値

-[no]normalize (はい)

ACF の正規化

-P <列挙> (0)

ACF (自相関係) 用のレジェンドル多項式の順序 (0 は該当なし): 0, 1, 2, 3

-fitfn (無)

関数: none, exp, aexp, exp_exp, exp5, exp7, exp9

-beginfit <実数値> (0)

相関関数の指数関数的なフィッティングを開始する時間

-endfit <実数値> (-1)

時間：相関関数の指数関数的なフィッティングを終了するタイミング。-1 は、終了まで