计算化学公社

标题: 有谁用过CP2K的umbrella integration，求分享一下经验 [打印本页]
作者
Author: chands    时间: 2025-5-24 17:32
标题: 有谁用过CP2K的umbrella integration，求分享一下经验
umbrella integration可以计算体系的自由能变，但是CP2K手册一如既往写得云里雾里糊里糊涂。CP2K group上也没什么有用信息。

umbrella_integration模块在FREE_ENERGY下
  1. &MOTION
  2.       &FREE_ENERGY
  3.             &UMBRELLA_INTEGRATION
  4.                   &UVAR
  5.                         COLVAR 1
  6.                   &END UVAR

  8.                   &CONVERGENCE_CONTROL

  10.                   &END CONVERGENCE_CONTROL
  11.             &END UMBRELLA_INTEGRATION
  12.       &END FREE_ENERGY
  13. &END MOTION
复制代码
其中%UVAR设定要计算的collective variable，%CONVERGENCE_CONTROL设定收敛条件。

按照原理，要做一个umbrella sampling，设定collective variable，还要一个二次的偏置势（restraint）。看来看去是在%MOTION下面，例如

  1. &MOTION
  2.       &CONSTRAINT
  3.             &COLLECTIVE
  4.                   COLVAR 1
  5.                   INTERMOLECULAR
  6.                   TARGET [angstrom] 10.0
  7.             &END COLLECTIVE
  8.             &RESTRAINT
  9.                   K [kcalmol] 100
  10.             &END RESTRAINT
  11.       &END CONSTRAINT
复制代码


我设定了5000步的MD，跑了一通，出了5001个metadynLog文件（每一步MD出一个），里面除了第一列MD步数之外都是零。XYZ文件是出来了。我试过打印Lagrange_Multiplier，但是出来的Lagrange_Multiplier也是零。

哪位老师用过umbrella integration，分享一下经验。
（个人感觉这个umbrella integration模块只有一个框架，还没写好……（逃））
（附件是我用官网thermodynamic integration的例子（exercises:2018_uzh_acpc2:prot_fol [CP2K Open Source Molecular Dynamics ]）魔改了一个测试算例）


作者
Author: Daniel_Arndt    时间: 2025-5-27 15:19
thermodynamic integration的话，应该可以看看 https://doi.org/10.1039/C1CP21244C 、https://doi.org/10.1021/ja311144d 。
作者
Author: chands    时间: 2025-5-27 15:29
Daniel_Arndt 发表于 2025-5-27 15:19
thermodynamic integration的话，应该可以看看 https://doi.org/10.1039/C1CP21244C 、https://doi.org/10. ...

thermodynamic integration 好办，但是这个umbrella integration像个半拉子工程
作者
Author: Exodus    时间: 2025-5-27 20:08
使用plumed来做应该方便一些
作者
Author: Daniel_Arndt    时间: 2025-5-30 11:43
chands 发表于 2025-5-27 15:29
thermodynamic integration 好办，但是这个umbrella integration像个半拉子工程

如果你说的umbrella integration是从umbrella sampling的数据得到potential of mean force的一种方法的话，那你应该看Johannes Kästner的文章，因为他提出了这种方法。

一般情况下，大家喜欢用WHAM从umbrella sampling的数据得到potential of mean force。
作者
Author: chands    时间: 2025-5-30 13:33
本帖最后由 chands 于 2025-5-30 13:38 编辑
Daniel_Arndt 发表于 2025-5-30 11:43
如果你说的umbrella integration是从umbrella sampling的数据得到potential of mean force的一种方法的话 ...

我看过他的文章 J. Chem. Phys. 123, 144104 (2005)
umbrella integration是WHAM的一种改进，给出的势能会平滑一点。
CP2K的metadynamics模块比较成熟、thermodynamic integration也能用，这个umbrella integration好像没弄好。






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