Winmostar(TM) 計算メニュー解説

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Winmostar
  for Windows

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1. MOPAC

1.1. MOPACキーワード設定

 MOPACの計算を実行するためのデータファイルに記述されるキーワードのリストのデフォルトを設定します。
各項目を選択して指定し、[Set]ボタンをクリックします。

Hamiltonian▶ 使用するハミルトニアンを指定します。
 AM1 MOPAC 6, MOPAC 7, MOPAC 93, MOPAC 97, MOPAC 2000, MOPAC 2002, MOPAC 2006, MOPAC 2009, MOPAC 2012
 PM3 MOPAC 6, MOPAC 7, MOPAC 93, MOPAC 97, MOPAC 2000, MOPAC 2002, MOPAC 2006, MOPAC 2009, MOPAC 2012
 RM1 MOPAC 2007
 AM1 EXTERNAL=RM1.rm1 MOPAC 7.1, MOPAC 93, MOPAC 97, MOPAC 2000, MOPAC 2002, MOPAC 2006, MOPAC 2009, MOPAC 2012
 PM5 MOPAC 2002, MOPAC 2006
 PM6 MOPAC 2007, MOPAC 2009, MOPAC 2012
 PM7 MOPAC 2012
 MINDO/3 MOPAC 6, MOPAC 7, MOPAC 93, MOPAC 97, MOPAC 2000, MOPAC 2002, MOPAC 2006
 MNDO MOPAC 6, MOPAC 7, MOPAC 93, MOPAC 97, MOPAC 2000, MOPAC 2002, MOPAC 2006, MOPAC 2009, MOPAC 2012
 MNDO-d MOPAC 97, MOPAC 2000, MOPAC 2002, MOPAC 2006, MOPAC 2009, MOPAC 2012
Method▶ 計算方法を指定します。
 EF EF (Eigen Vector Following)法による構造最適化計算を行います。
 TS 遷移状態を求めます。
 FORCE 振動解析を行います。
 1SCF 1回だけSCF計算を行います。(構造最適化を行いません。)
 IRC 固有反応座標計算を行います。エネルギーは保存されません。
 IRC=1 1番目の基準振動の逆方向を指定して固有反応座標計算を行います。
 IRC=-1 1番目の基準振動の正方向を指定して固有反応座標計算を行います。
Charge 電荷の値を指定します。
Multiplicity 多重度を指定します。
OPEN 開殻計算における電子数と軌道数を指定します。
MM MMOK: CONH結合に分子力学補正を加えます。 NOMM: CONH結合に分子力学補正を加えません。
GNORM エネルギー勾配ノルムの閾値を指定します。
LARGE 指定したサイクルごとに情報を出力します。
GRAPH 分子軌道をグラフィックス表示するためのファイルを作成します。(GPAGH/GRAPHF)
EXTERNAL ディスク上のパラメータ・ファイルを読み込みます。
STEP 反応座標計算におけるきざみ幅を指定します。
POINT 反応座標計算における計算点数を指定します。
STEP1/2 グリッド計算におけるきざみ幅を指定します。
POINT1/2 グリッド計算における計算点数を指定します。
AUX 他のプログラムで利用するためのAUXファイルを作成します。
BONDS 最終の結合次数行列を出力します。
ENPART エネルギーを1中心および2中心項に分解するエネルギー分割を指定します。
ESP 静電ポテンシャルを計算します。
EXCITED 一重項第一励起状態を最適化します。
GEO-OK 原子が異常に近接している場合のチェックを無視します。
NOINTER 原子間距離を出力しません。
OLDFPC 古いバージョンのMOPACと同じ基準物理量の値を用います。
POLAR 分極率を計算します。
PRECISE 収束判定条件を 100 倍厳しくします。
SYMMETRY 対称性や等価条件を利用して構造を定義します。
UHF 非制限Hartree-Fock計算を実行します。
VECTORS 最終固有ベクトル(波動関数)を出力します。
XYZ XYZ座標系を用いて計算を行います。
Others その他のキーワードを記入します。
Default Keywords ▶
 Load 保存してある設定を読み込みます。
 Save 設定を保存します。
 Reset 初期化します。
Set 設定します。
Cancel 設定を行わずに終了します。

1.2. MOPACインポート

1.2.1. MO (mgf)

 MOPACによる計算の結果のmgfファイル読み込んで分子軌道を表示します。

MOPAC MO Plot  
[File]-[Open] 「ファイルを開く」ダイアログを表示し、cubeファイルを読み込みます。
[File]-[Exit] このウィンドウを閉じます。
Save Cube 描画と同時にCubeファイルを保存するか指定します。
Mesh 分子軌道の等値面を格子で表現します。
Contour Map 分子軌道の等値面をソリッドモデルで表現します。
透明 透明度を指定します。(0: 不透明、1: 透明)
alpha/beta スピンを選択します。
MO/Density/ESP 描画する対象を選択します。
Number of MO 分子軌道の番号を指定します。
Energy Energy Level Diagram ウィンドウを表示します。
Iso. Level 描く確率電子密度の等値面の値を指定します。(1/A^3)
Points 一辺あたりの格子点数を指定します。
Scale 描く範囲を指定するスケール・ファクター
3D 3D Viewerを利用して表示します。
2D 2Dで表示します。
VRML VRMLで表示します。(VRMLビューワがインストールされている必要があります)
Quit このウィンドウを閉じます。
Jmol Jmolで表示します。
 
※ 3D表示の際のメニューについては、3D Viewer を参照してください。
※ 3D表示の際のPreferenceについては、3D - Preferenceを参照してください。
Energy Level Diagram
a.u./eV 単位を切り替えます。
スライダー 原点位置を移動します。
  /拡大率(描画範囲)を指定します。
Excel エネルギー値をCSVファイルに保存して、Excelで開きます。
Quit ウィンドウを閉じます。

1.2.2. Charge,Dipole (arc)

 MOPACによる計算の結果のarcファイルを読み込んで、電荷を設定し、ダイポールモーメントを表示します。

1.2.3. Animation (arc)

 MOPACによるMinimum Energy Path(Reaction Coordinate)計算の結果を読み込んで、アニメーションを表示します。

Animation  
スライダー フレームを移動します。
Slow - Fast 速度を設定します。
3D anime 3D Viewerを起動して表示します。
Jpeg アニメーションを実行する際に一連のJPEGファイルを書き出します。
autorew 最後のフレームの次は最初のフレームに戻ってアニメーションを繰り返すモードに設定します。
3D 3D Viewerを起動して表示し、アニメーションの設定ウィンドウを表示します。
gro (LAMMPS, Amber, QEのみ)アニメーションgroファイルを出力します。VMD等との連携に使用できます。
Excel CSVファイルを出力し、Excelを起動して読み込みます。
>| ( | アニメーションの実行 (停止)
Quit Animation ウィンドウを閉じます。

1.2.4. IRC, STEP (out)

 MOPACによるIRC計算結果にもとづいてアニメーションを図示します。
※アニメーションの表示メニューについては、MOPAC Animation の項を参照してください。

1.2.5. Force (out)

 MOPACによるForce計算結果を読み込んで、振動スペクトルを表示します。

IR Spectrum  
Quit IR Spectrum ウィンドウを閉じます。
Displ.F アニメーション表示の振幅を指定します。
Excel CSVファイルを出力し、Excelを起動して読み込みます。
Y-Level 縦軸の縮尺を変更します。
単位 1/cm、eV、nmから単位を選択します。(1/cm以外は無効)
Raman Raman Activity / Depolar (P) / Depolar (U) を選択します。
Anim. 選択された振動数(ピーク)に相当する振動のアニメーション表示を行います。
Vector 選択された振動数(ピーク)に相当する振動のベクトル表示を行います。
Scal.F. 系統的誤差を補正するためのスケーリング・ファクターを選択します。
Width 半値幅を設定します。
X-min 波数(波長)軸の表示する範囲を指定します。
X-max 波数(波長)軸の表示する範囲を指定します。
X-rev 波数(波長)軸を反転して表示します。
IR IRスペクトルを表示します。
Rev. 上下を反転して表示します。(吸収スペクトル)

2. CNDO/S

2.1. CNDO/Sキーワード設定

 CNDO/S法による計算を実行するための設定を行います。

タイトル 化合物名などを記入します。
計算方法等  
Method 計算方法を指定します。 (CNDO または INDO)
Multiplicity 一重項(または三重項)励起状態の計算を指定します。
SINGLET(TRIPLET)
Basis set 基底関数を指定します。(SPまたはSPD)
BONDS 結合次数を出力することを指定します
NOINTER 原子間距離を出力しません。
SHORT 出力の簡略化を指定します。
OUTMO MOLMOL2用のファィルを出力します。
Repulsion integral 反発積分の式を指定します。
1: Pariser 2: 大野 3: 西本-又賀 4: 理論式
Nuclear repulsion energy 核間反発エネルギーの式を指定します。  1: Za * Zb / 1  2: Za * Zb * γab
PKAPPA p電子に対するΚの値を指定します 。 デフォルト値  0.585
DKAPPA d電子に対するΚの値を指定します。 デフォルト値  0.3
Charge 電荷
# of CI 励起状態のCI 計算に含める状態の数を指定します。 (上限 500)
# of excited states 結合次数を出力する励起状態の数を指定します。
Set 設定します。
Cancel 設定を行わずに終了します。
原子種、座標 Winmostarが自動的に生成します。

2.2. UV-VIS スペクトル

 Gaussian、CNDO/S及びMOSFによる計算結果にもとづいて紫外・可視スペクトルの吸収位置、強度の理論値を図示します。
※ メニューについては、MOPAC IR Spectrum の項を参照してください。

2. Gamess

2.1. GAMESSキーワード設定

 GAMESSによる計算を実行するためのデータファイルに記述されるキーワードのリストのデフォルトを設定します。
各項目を選択して指定し、[Set]ボタンをクリックします。

EasySetup 簡易設定画面を表示します。 
$CONTRL▶  
 ICHARG 電荷を指定します。
 MULT 多重度を指定します。
 SCFTYP SCF計算方法を指定します。
 RUNTYP 計算目的を選択します。
 COORD 分子構造データの形式を指定します。
 MAXIT SCF計算の反復回数の上限を指定します。
 NZVAR 内部座標の数を指定します。
 EXETYP 実際に計算を行うかどうかの指定で、入力をチェックするときはCHECKを指定します。
 NOSYM 計算の際に対称性を利用するかどうかを指定します。
 NPRINT 出力の詳細度を指定します。
 LOCAL 軌道の局在化の方法を指定します。(デフォルト 0 = しない)
 ECP Pseudopotentialを指定します。
 DFTTYP 密度汎関数法の基底関数系を指定します。
 TDDFT 時間依存(Time-dependent)DFT法を用いて励起状態のエネルギー計算を行うかどうかを指定します
 Others その他のキーワードを記入します。
$ZMAT DLC=.T. AUTO=.T. $END NZVAR=3N-6
$SYSTEM▶  
 TIMLIM 計算の制限時間 (デフォルト 600分)
 MWORDS メモリー使用量 (デフォルト 1MW)
 Others その他のキーワードを記入します。
$GUESS▶  
 GUESS 初期波動関数の求め方を指定します。
 Others その他のキーワードを記入します。
$STATPT▶  
 NSTEP 構造最適化のステップ数の上限を指定します。(デフォルト 20)
 OPTTOL エネルギー勾配の閾値を指定します。(デフォルト 0.0001 Hartree/Bohr)
 METHOD 構造最適化のアルゴリズムを指定します。
 HESS Hessian 行列の求め方を指定します。
 Others その他のキーワードを記入します。
$SCF▶  
 DIRSCF ダイレクトSCF計算法を使用するかどうかを指定します。
 DAMP Fock 行列の作成に際して、Davidson damping を利用します。
 CONV SCF収束判定の際の密度変化の閾値を指定します。(デフォルト 1.0D-05)
 Others その他のキーワードを記入します。
$BASIS▶  
  Basis Set 基底関数系を選択します。GBASIS、NGAUSS、NDFUNC、NFFUNC、DIFFSP、DIFFSに反映されます。
  GBASIS 基底関数系の基本セット
  NGAUSS Gaussian関数の数
 EXTFIL 外部ファイルから基底関数を読み込みます。
  NDFUNC 加えるd-分極関数の数
  NFFUNC 加えるf-分極関数の数
  NPFUNC 加えるp-分極関数の数
  DIFFSP sp-diffuse関数を加えるかどうかの指定
  DIFFS s-diffuse関数を加えるかどうかの指定
 Others その他のキーワードを記入します。
$DFT▶  
 LC 遠距離補正を行うかどうかを指定します。(BLYP, BOP及び BVWNの場合のみ)
 MU 遠距離補正のパラメータの値を指定します。(デフォルト 0.33)
 Others その他のキーワードを記入します。
$TDDFT▶  
 NSTATE 求める状態の数(基底状態をのぞく)を指定します。
 NRAD 密度汎関数の導関数を求める際の動径方向の格子点の数を指定します。(デフォルト 48)
 NLEB 角度方向の格子点の数を指定します。(デフォルト 110)
 Others その他のキーワードを記入します。

3.2. GAMESSインポート

3.2.1. Animation

 GAMESSによる計算結果にもとづいてアニメーションを図示します。
※アニメーションの表示メニューについては、MOPAC Animation の項を参照してください。

3.2.2. MO, UV, Charge, Dipole, NMR

 GAMESSによる計算結果にもとづいて分子軌道と電荷などを図示します。
※ 分子軌道の表示メニューについては、MOPAC MO Plot の項を参照してください。

3.2.3. Hessian, Raman

 GAMESSによる計算結果にもとづいて振動スペクトルを図示します。
※ 振動スペクトルの表示メニューについては、MOPAC IR Spectrum の項を参照してください。

3.2.4. $VEC from punch

 $VECをpunchファイルから読み込みます。

3.2.5. $HESS from punch

 $HESSをpunchファイルから読み込みます。

3.2.6. RESP charge from punch

 punchファイルからRESP電荷を算出し表示します。
用いられるpunchファイルは、GAMESSキーワード>設定>Easy SetupにおいてRESP/ESPの設定を選んで実行した計算から出力されている必要があります。
算出するためには、actechamberを含むcygwinがインストールされている必要があります。
現時点ではスピン多重度1の場合のみ対応しています。

4. Gaussian

4.1. Gaussianキーワード設定

 Gaussianによる計算を実行するためのデータファイルに記述されるキーワードのリストのデフォルトを設定します。
各項目を選択して指定し、[Set]ボタンをクリックします。

Link0▶
 #nproc=n プロセッサ数を指定します。
 #Chk=file チェックポイントファイルを指定します。
 #Mem=n 動的メモリ量をワード単位で指定します。KB, MB, GB, KW, MB, GWの単位を指定することもできます。(デフォルト:6MW)
Comment コメントを記述します。
 # ルートセクションの始まりを指定します。
 #N 標準レベルで出力を行います。(デフォルト)
 #P 詳細な出力を行います。各リンクの開始時と終了時における実行時間などや,SCFの収束に関する情報が出力されます。
 #T 重要な情報と結果のみを出力する簡潔な出力を指定します。
Hamiltonian 使用するハミルトニアンを指定します。
 hf Hartree-Fock計算を行います。明示的に指定されない限り,一重項にはRHFを,それより高次の多重度ではUHFを用います。
 rhf Restricted Hartree-Fock計算を行います。
 uhf Unrestricted Hartree-Fock計算を行います。
 am1 AM1ハミルトニアン を用いた半経験的計算を行います。
 pm3 PM3ハミルトニアン を用いた半経験的計算を行います。
 pm3mm HCON結合に関する分子力学補正が含まれたPM3ハミルトニアン を用いた半経験的計算を行います。
 b3lyp Becke3汎関数にLYP非局所相関汎関数を組み合わせた密度汎関数法計算を行います。
 ub3lyp   
 mp2 Hartree-Fock計算の後に2次までのMoller-Plesset相関エネルギー補正を行います。
 ump2   
 mp4 Hartree-Fock計算の後に4次までのMoller-Plesset相関エネルギー補正を行います。
 ump4   
 cis 一電子励起CIを用いて励起状態を計算します。
 cisd 二電子励起CIを用いて励起状態を計算します。(CIと同義)
 indo INDOハミルトニアンを用いた半経験的計算を行います。
 cndo CNDOハミルトニアンを用いた半経験的計算を行います。
 gvb GVB(General Valence Bond; 一般化原子価結合)計算を行います。
 oniom ONIOM計算を行います。
Basis 基底関数セットを指定します。
Pop 分子軌道の出力や電子密度解析及び原子の電荷分布などを制御します。
 none 分子軌道を出力せず,電子密度解析も行いません。
 minimal 原子の電荷と軌道エネルギーを出力します。
 regular 占有軌道と仮想軌道を5つずつ出力します。密度行列とMulliken電子密度解析も出力します。
 full  すべての占有軌道と仮想軌道を出力します。密度行列とMulliken電子密度解析も出力します。
Calc. Type EF (Eigen Vector Following)法による構造最適化計算を行います。
 opt 構造最適化を実行します。
 opt=z-matrix 内部座標で構造最適化を行います。
 opt=modredundant redundant内部座標の定義(探索や束縛情報を含む)を追加・削除・修正ます。構造指定の後に入力セクションが必要です。
 opt=(ts,noeigentest,calcfc) 遷移状態に対する最適化を行います。曲率のテストを行いません。初回に力の定数を計算します
 irc 反応経路を追跡します
 irc=(maxpoint=20, stepsize=20t, calcfc) 反応経路を追跡します。経路上の点の個数とステップサイズを指定します。初回に力の定数を計算します
MaxCyc=n 最適化ステップの最大数をnにします。
Charge 電荷の値を指定します。
Multi. 多重度を指定します。
Freq  
 freq 力の定数と振動数の計算を行います。
 freq=raman IR強度に加えてラマン強度も計算します。
 freq=vcd 通常の振動数解析に加えて振動円二色性(VCD)強度を計算します
 freq=noraman Hartree-Fock解析的振動数計算でラマン強度を求めません。
 freq=nraman 電場に関する解析的双極子導関数を数値的に微分することによって分極率導関数を求めます。
 freq=nnraman   核座標に関する解析的分極率を数値微分して分極率導関数を求めます。
Td  
 td 時間依存(time-dependent)Hartree-FockまたはDFT法を用いて励起状態のエネルギー計算を行います
 td=(nstates=n) n個の状態に対して時間依存計算法を用いて励起状態のエネルギーを求めます。(デフォルト 3)
gfinput 基底関数系を入力フォーマットと同様な形式で出力します。
gfprint 基底関数系を表形式で出力します。
nosym 座標の再配向を行わず,Z-matrix 配向ですべての計算を実行します。
guess=read チェックポイントファイルから初期波動関数を読み込みます
geom=check 分子指定セクションをチェックポイントファイルから取り出します。
Others その他のキーワードを記入します。

3.2. Gaussianインポート

4.2.1. Animation

 Gaussianによる計算結果にもとづいてアニメーションを図示します。
※ メニューについては、MOPAC Animation の項を参照してください。

4.2.2. Anim_Opt (IRC, moded)

 Gaussianによる計算結果にもとづいて最適化構造を図示します。
※ メニューについては、MOPAC Animation の項を参照してください。

4.2.3. MO, UV, Charge, Dipole, NMR

 Gaussianによる計算結果にもとづいて分子軌道と紫外・可視スペクトル及び電荷などを図示します。
※ 分子軌道の表示メニューについては、MOPAC MO Plot の項を参照してください。
※ 紫外・可視スペクトルの表示メニューについては、MOPAC IR Spectrum の項を参照してください。

4.2.4. Freq

 Gaussianによる計算結果にもとづいて振動スペクトルを図示します。
※ メニューについては、MOPAC IR Spectrum の項を参照してください。

4.2.5. Archive

 Gaussianによる計算結果のアーカイブを読み込みます。

4.2.6. Fchk (Cubegen)

 G03WユーティリティのCubegenを起動し、.fchファイルを読込んでCubeファイルを作成します。

Property  
 / MO  分子軌道
 / Density  電子密度
 / ESP  ESP
 / Spin  スピン密度(α - β)
 / Alpha  αスピン密度
 / Beta  βスピン密度
 / Current Density  
 / Shielding Density  
Type Density キーワードのオプションを指定します。 (HF, MP2, CI, QCI)
Cube Cubeファイルを出力します。

※ その他の分子軌道の表示メニューについては、MOPAC MO Plot の項を参照してください。

4.2.7. Cube

Cubeファイルを読込んで図示します。

参照 「ファイルを開く」ダイアログを表示し、cubeファイルを読み込みます。
Map  
 /参照  「ファイルを開く」ダイアログを表示し、マッピングに用いる2つ目のcubeファイルを読み込みます。
 /map  上の欄のデータに下の欄のデータをマッピングします。(例 DensityにESPをマッピングする)
 /subtract  2つのcubeファイルのデータの差を対象とします。
 /sub 2  2つのcubeファイルのデータの自乗の差を対象とします。
 /add  2つのcubeファイルの和を対象とします。
Cube Mapで対象としたcubeファイルの演算結果を出力し表示の対象とします。
Cubegen Cubegenを起動し、.fchファイルを読込んでCubeファイルを作成します。(Import Fchkメニューに同じ)

※ その他の分子軌道の表示メニューについては、MOPAC MO Plot の項を参照してください。

5. NWChem

5.1. NWChem キーワード設定

 NWChemによる計算を実行するためのデータファイルに記述されるキーワードのリストのデフォルトを設定します。
各項目を選択して指定し、[Set]ボタンをクリックします。

EasySetup 簡易設定画面を表示します。 
Basic タブ
 Title タイトルを指定します。
 Basis 基底関数系を指定します。
cartesian/sphericalを選択します。
一部原子の例外をExceptionで指定します。
 Task 計算手法(theory)と計算目的(operation)を指定します。
 Charge 電荷を指定します。
 DFT▶  
  Multiplicity DFTのスピン多重度を指定します。
  Exchange DFTの交換関数を指定します。
  Correlation DFTの相関関数を指定します。
 SCF▶  
  Multiplicity SCFの多重度を指定します。
  Wave Function SCFの計算理論を指定します。
 Property▶  
  Mulliken Mulliken電荷を出力するか選択します。
  Shielding NMR計算を行うか選択します。
  Dipole ダイポールモーメントを出力するか選択します。
NEB/String タブ TaskのOperationにnebかstringを指定したときに有効になります。
 NBeads ビーズの数を指定します。
 KBeads NEBのバネ定数を指定します。
 MaxIter 最適化の最大繰り返し数を指定します。
 StepSize 最適化のステップサイズを指定します。
 NHist 準ニュートン法で使用するヒストリーの数を指定します。
 Freeze1 ZTSで最初のビーズを固定するか設定します。
 FreezeN ZTSで最後のビーズを固定するか設定します。
 Convergence 収束条件をloose/default/tightから選びます。
 XYZ_Path 初期パスのファイルを指定します。計算のリスタートなどで使用します。
 Print_Shift 指定したステップ毎にパスを出力します。
 EndGeom 最後のビーズの座標を指定します。
Loadボタンでファイルを指定して読み込めます。 Winmostarで読み込めるフォーマットをXYZ形式で読み込みます。
また、Editボタンで編集することができます。
Advance タブ
 Memory メモリ使用量を指定します。
 Set tolguess initial guessの精度を指定します。
 ECP ECPのポテンシャルを指定します。
 Geometry noautoz 内部座標の変換を行わないように設定します。
 Other Settings その他の入力要素を記述します。

5.2. NWChemインポート

5.2.1. Animation (Optimize)

 NWChemによる計算結果にもとづいて最適化のアニメーションを図示します。
※ メニューについては、MOPAC Animation の項を参照してください。

5.2.2. Animation (NEB/String)

 NWChemによる計算結果にもとづいてNEB/Stringの最適化のアニメーションを図示します。
 xyzファイルを指定します。
※ メニューについては、MOPAC Animation の項を参照してください。

5.2.3. MO, UV, Charge, Dipole, NMR

 NWChemによる計算結果にもとづいて分子軌道と電荷などを図示します。
※ 分子軌道の表示メニューについては、MOPAC MO Plot の項を参照してください。

5.2.4. Frequencies, Raman

 NWChemによる計算結果にもとづいて振動スペクトルを図示します。
※ 振動スペクトルの表示メニューについては、MOPAC IR Spectrum の項を参照してください。

6. PIO計算

Gaussian/GAMESSによるPIO (paired interacting orbitals) analysis計算 の設定と実行を行います。

Set フラグメントを指定します。Aをクリックして選択した後Bをクリックし、[Set]ボタンをクリックします。
Reset フラグメントの設定を解除します。
Save 合体系A-Bおよび孤立系A、B用のデータファイルを出力し保存します。
Edit データファイルを編集します。
Gauss/GAMESS

Gaussian/GAMESSによる計算 を実行します。

GenG バッチ・ファイルを作成します。
GenP PIO用のデータファイルを作成します。
PIO PIO計算を実行します。
ISPC  指定した数のピークについて波長と振動子強度の値を図の中に記入します。(長波長側から)
 = 0  A, B 両フラグメントの全分子軌道を使って PIO をつくります。
 = 1  A, B 両フラグメントの被占分子軌道のみを使ってPIO をつくります。
 両フラグメント間に働く重なり反発(overlap repulsion, closed-shell repulsion)を表現します。
 = 2  Aの被占分子軌道とBの空分子軌道のみを使って PIO をつくります。
 AからBへの電子の非局在化(electron delocalization)を表現します。
 = 3  Aの空分子軌道とBの被占分子軌道のみを使って PIO をつくります。
 BからAへの電子の非局在化(electron delocalization)を表現します。
Reverse-A / Reverse-B
Edit PIOによる出力ファイル(*.out)を編集します。
Sum. サマリを表示します。
Edit PIOによる出力ファイル(*.log)を編集します。
MO 分子軌道を表示するためのコマンド・ウィンドウを開きます。
Quit このウィンドウを閉じます。

※ 分子軌道の表示メニューについては、MOPAC MO Plot の項を参照してください。

7. シミュレーションセル作成機能

7.1. 溶媒を配置/セルを作成

 古典または第一原理分子動力学計算用のシミュレーションセルを構築します。

[Put the molecule on the main window as solute] チェックが入っている場合は、メイン画面に出ている分子を溶質([SOLUTE])とし、その周囲に下のリストで追加した溶媒分子を配置します。
チェックが入っていない場合は、メイン画面に出ている分子は破棄し、下のリストに追加した分子のみを系内に配置します。
[Add Water] 系に水分子を追加します。ボタンを押した後、追加する分子数を入力します。水分子のモデルは、「Options」タブの「Water Model」から選びます。
[Add .mol2 File] 系に.mol2形式で保存された分子を追加します。ボタンを押した後、.mol2ファイルの場所を指定し、追加する分子数を入力します。追加する分子数が1のときは、その分子を乱数的に配置するか、.mol2ファイルに書かれた座標に固定して配置するか指定します。PDBファイルから切り出したリガンド分子を配置する場合は、通常は固定して配置します。QM計算などから求めた点電荷(RESP電荷など)を用いてMD計算を実行する場合は、ここで指定する.mol2ファイルに記載されている必要があります。
[Delete] 選択された上のリストの中の項目を削除します。
Simulation Cell▶
[Set Density] 作成されるシミュレーションセルの密度を指定します。大きすぎる場合は分子を十分に挿入できないことがあるため、液相の場合は通常0.5~0.8 g/cm^3程度に設定します。
[Set Distance from Solute] 「Method」に「Solvate」を選んでいる際に、メイン画面に表示された分子とシミュレーションセルの間の距離を指定します。
[Set Box Size] シミュレーションセルのサイズを直接指定します。
[Box Type] シミュレーションセルの形状を指定します。
Option▶
[Water Model] [Add Water]により追加される水モデルを指定します。
[Reset] このウインドウにおける設定をリセットします。
[Build] このウインドウで設定された内容に従いセルを作成します。
現在のファイル名の末尾に「_builder_tmp」を付けた作業用フォルダが作成され、その中で処理が行われます。
内部ではcygwin上でgmx insert-moleculesまたはgmx solvateを実行します。
作業用フォルダ以下のgenerate.sh、generate.logに詳細が記載されています。
作業用フォルダ以下のoutput.groが最終的に生成されたセルになります。

7.2. 分子を挿入

 シミュレーションセル内にmol2ファイルで保存された分子をランダムに挿入します。
 セルが作成されていない場合は、[編集]-[セルを作成/編集]または[MD]-[溶媒を配置/セルを作成]を使用して作成してください。
 動作内容は[MD]-[溶媒を配置/セルを作成]と同じです。

7.3. 水をイオンに置換

 水をイオンに置換します。予め水を配置しておく必要があり、水を配置するためには[MD]-[溶媒を配置/セルを作成]を使用してください。主にタンパク質系において系内の電荷を中和するために使われます。内部ではgmx genionを実行します。

[Neutral] 「True」の場合は、系全体の電荷が中性となるようイオンを配置し、「Number of Cations」と「Number of Anions」は無視されます。「False」の場合は、「Number of Cations」と「Number of Anions」に記した個数のイオンがそれぞれ配置されます。
[Concentration] 置換するイオンの濃度を指定します。
[Cations]/[Anions] 陽イオン/陰イオンの種類をプルダウンから指定します。
[Number of Cations]/[Number of Anions] 陽イオン/陰イオンの個数を指定します。「Neutral」が「False」の時に有効な設定となります。
[Execute] Cygwin上でgmx genionを実行します。現在のファイル名の末尾に「_genion_tmp」を付けた作業用フォルダが作成され、その中で処理が行われます。作業用フォルダ以下のtemp.sh、temp.logに詳細が記載されています。途中、系内の分子が不適切な場合に、一時的なトポロジファイル(temp.top)の自動生成に失敗することがあります。トポロジファイル作成の詳細は作業フォルダ内のtemp_top_tmp内に出力されます。

7.4. 電荷を割り当て-Acpypeを使用

 Acpypeを使用して画面上の分子に点電荷を割り当てます。
 この機能はメイン画面に1分子だけ定義されている場合のみ使用できます。
 溶質分子の電荷割り当てや、[MD]-[溶媒を配置/セルを作成]または[MD]-[分子を挿入]にて挿入するmol2ファイルの作成時に使用します。
 複数分子に一括で割り当てる場合は各ソルバーのキーワード設定画面の「Force Field」パネルにおいて設定します。
 中性でない多原子イオンに電荷を割り振る場合は、RESP電荷または本機能を利用する必要があります。
 多原子イオンの場合は、「Total charge [e]」に電荷を入力します。
 現在のファイル名の末尾に「_acpype_tmp」を付けた作業用フォルダが作成され、その中で処理が行われます。
 作業用フォルダ以下のtemp.sh、temp.logに詳細が記載されます。
 作業用フォルダ以下のinput.acpype\input_GMX.itpに記された電荷の値が結果となります。  

7.5. 電荷を割り当て-マニュアル入力

 原子種毎に点電荷の値を割り当てます。

8. Gromacs

8.1. Gromacs キーワード設定

 Gromacsによる計算を実行するための条件を設定します。
各項目を選択して指定し、[OK]ボタンをクリックします。

Extending Simulation 継続ジョブを実行します。メイン画面で開かれているファイルに関して、前回実行したジョブの最終構造(ワーキングディレクトリ内のgmx_tmp_mdrun.gro)から計算を開始します。
Preset 計算条件のプリセットを指定します。プリセットの内容は、各キーワードから確認できます。
 # of Threads スレッド並列数を指定します。
MPI (for Remote Job) MPI並列数を指定します。
リモートジョブ投入で実行するときのみ反映されます。
Basic▶  
Run Control
 dt 数値積分における1ステップの時間刻みを指定します。
 nsteps 計算するステップ数の最大値を指定します。
 integrator 計算アルゴリズムを指定します。
Velocity Generation
 gen-vel 初速度を生成するか指定します。
 Fix random seed チェックを入れるとgen-seedを使用します。
 gen-seed 初速度のrandom seedを指定します。
 Explicitly set gen-temp チェックを入れた場合はここで初速度の温度をしていします。入れない場合はref-tが初速度の温度となります。
Temperature Coupling
 tcoupl 温度制御のアルゴリズムを選択します。
 tc-grps 温度制御対象のグループを指定します(スペース区切りで複数設定可)。
 ref-t 設定温度を指定します(スペース区切りで複数設定可)。
 tau-t 温度制御の時定数を指定します(スペース区切りで複数設定可)。
Pressure Coupling
 pcoupl 圧力制御のアルゴリズムを選択します。
 pcoupltype 圧力制御におけるセルの動かし方を示します。
 ref-p 設定圧力を指定します。
 tau-p 圧力制御の時定数を指定します。
 compressibility 系全体の圧縮率を指定します。
Constraints
 constraints 拘束条件を選択します。
Advance▶  
Boundary Condition
 pbc 周期境界条件を選択します。
Energy Minimization
 emtol エネルギー最小化計算の収束条件であるforceの最大値を指定します。
 emstep エネルギー最小化計算における粒子を動かすステップ幅の初期値を指定します。
Run Control
 comm-mode 系全体の運動量の除去方法を指定します。
 nstcomm 系全体の運動量を除去する頻度を指定します。
Temperature/Pressure Coupling
 nh-chain-length Nose-Hoover法で温度制御した際のNose-Hoover chainの段数を指定します。
 nsttcouple 温度制御の頻度を指定します。
 nstpcouple 温度制御の頻度を指定します。
 refcoord-scaling 温度制御時のposition restraintの基準座標のスケーリングについて指定します。
Constraints
 constraint-algorithm 拘束アルゴリズムを選択します。
 continuation 親ジョブから拘束距離を引き継ぐか指定します。
 lincs-order LINCS法の次数を指定します。
 lincs-iter LINCS法における反復回数を指定します。
 shake-tol SHAKE法の収束判定に用いる打ち切り誤差パラメータを指定します。
Misc.
 print-nose-hoover-chain-variables 温度・圧力制御パラメータを子ジョブに引き継ぐ場合に指定します。
 define -DFLEXIBLE 水分子をflexibleにする場合に選択します。
 define -DPOSRES 特定分子の位置を拘束する場合に選択します。(posres.itpをincludeする)
Output▶  
Output Control
 nstxout 原子の座標を出力する頻度をステップ数で指定します。
 nstvout 原子の速度を出力する頻度をステップ数で指定します。
 nstenergy エネルギーなどの系全体の統計量をedrファイル(エネルギーファイル)に出力する頻度をステップ数で指定します。
 nstxout-compressed ファイルサイズを節約できるxtc形式で原子の座標を出力する頻度をステップ数で指定します。
 compressed-x-grps xtc形式で出力するグループを指定します。デフォルトでは系全体が対象となります。
Interaction▶  
Neighbor Searching
 nstlist neighbor listを更新する頻度を指定します。
 ns-type neighbor listを作成する方法を指定します。
 cutoff-shceme neighbor listに含める原子の選択方法を指定します。
 Use buffer-tolerance neighbor listのカットオフ距離を自動設定する際のパラメータである、二体ポテンシャルエネルギーの打ち切り誤差を指定します。
チェックを外すとrlistの値がカットオフ距離として設定されます。
 rlist neighbor listのカットオフ距離を指定します。
VdW
 vdwtype ファンデルワールスポテンシャルの計算手法を指定します。
 rvdw-switch ファンデルワールスポテンシャル計算にSwitchingを選択した際に、Switchingが始まる距離を指定します。
 rvdw ファンデルワールスポテンシャル計算のカットオフ距離を指定します。
 DispCorr カットオフに伴うエネルギーおよび圧力の長距離補正の有無を選択します。
 vdw-modifier ファンデルワールスポテンシャルのカットオフ時のSwitching/Shiftなどの設定を選択します。
Electrostatics
 coulombtype クーロンポテンシャルの計算手法を指定します。
 rcoulomb-switch クーロンポテンシャル計算にSwitchingを選択した際に、Switchingが始まる距離を指定します。
 rcoulomb クーロンポテンシャル計算の実空間カットオフ距離を指定します。
 coulomb-modifier クーロンポテンシャルのカットオフ時のSwitching/Shiftなどの設定を選択します。
Ewald
 Set # of grids for fourier space チェックを入れた場合はfourier-spacingを使用します。入れない場合はfourier-nx, ny, nzを使用します。
 fourier-spacing Ewald, PMEまたはPPPM法における波数空間のメッシュサイズを指定します。
 fourier-nx, ny, nz Ewald, PMEまたはPPPM法における波数空間のカットオフ距離またはメッシュ数(それぞれx, y, z成分)を指定します。
 pme-order PME法における外挿関数の次数を指定します。
 ewald-rtol Ewald, PMEまたはPPPM法の精度パラメータを指定します。
Other▶  
 Other Parameters その他の設定をmdpファイルの記述に基づき指定します。
Automatic▶  
 Rescale velocities to.. NVEアンサンブルにおいて目標温度に系の温度を近づけたい時に使います。計算中の平均温度とここで入力した温度からスケーリング係数を算出して、最終構造の各粒子の速度をスケーリングします。
 Rescale box size to.. NPTアンサンブルで計算した後に、設定圧力に近い状態でNVEまたはNVTアンサンブルで計算した場合に使用します。最終構造を、計算中の平均セルサイズにスケーリングします。
Options▶  
 Make a Backup of Working Directory 作業フォルダのバックアップを行う際に選択します。
例えば、aaa_gmx_tmpフォルダは、Extending Simulationを行う毎に aaa_gmx_tmp0, aaa_gmx_tmp1, aaa_gmx_tmp2 …という名前にバックアップされます。
 Restore Working Directory Extending Simulationが異常終了した際、作業フォルダ構成を実行前の状態に戻す際にクリックします。
 maxwarn 計算続行を許容するwarning message数の最大値を指定します(0:1つ以上のメッセージで中断)
 Verbose Output 計算中のステップを表示させる際に指定します。
 Concatenate .edr and .trr files 実行済の.edr ファイル及び.trrファイルとファイル結合する際にクリックします。
ファイル結合はExtending Simulationの後処理として実行されます。
 Unwrap Atoms (trjconv -pbc nojump) 計算結果の.gro ファイル及び.trrファイルを周期境界で折り返さない(unwrapped)座標で出力します。
 Enable Double Precision 倍精度版のGromacsのバイナリでMD計算およびプリポスト処理を実行します。
Force Field▶  
Generate Parameters メイン画面に表示された系に対し、新たに力場パラメータをアサインしトポロジファイル(topファイル)を作成します。
 (General) タンパク質、水分子以外の分子の力場を指定します。
内部では、GAFF, OPLS/AA-Lの場合はacpypeが、Dreidingの場合は独自プログラムが使用されます。
Dreidingの設定はpolymer/dreiding.lib.txtに書かれています。
 (Protein) タンパク質の力場を指定します。ここで、PDBやgroフォーマットにおいてアミノ酸残基の名前が割り当てられている原子がタンパク質として認識されます。内部的にはgmx pdb2gmxが使用されます。
 (Water) 水分子の力場を指定します。[溶媒を配置/セルを作成]で選択した水モデルを指定する必要があります。
 Exception 特定の分子に対し、(General)にて指定したLJパラメータではなく、ユーザが指定するLJパラメータを割り当てます。
左の欄にてLJパラメータを指定した分子にチェックを入れ、右の欄でLJパラメータを入力します。
例えば固液界面系において固相の原子にLJパラメータを割り振りたい時などに使用します。
 Assign Charges acpypeにより算出した電荷を用いてトポロジファイルを作成します。「Method」にはその方法を指定します。
 Use User-defined Charge 既にメイン画面上で保持されている各原子の点電荷の値を用いてトポロジファイルを作成します。メイン画面上で定義された電荷の値は、メイン画面右上のプルダウンから「User Charge」を選択するか、.mol2形式で保存することにより確認することが可能です。
 Add [position_restraints] for Protein タンパク質が存在する場合は「Advance」タブにおける「-POSRES」で位置を拘束するための情報([position_restraints]セクション)をトポロジファイルに書き込みます。タンパク質が存在しない場合は無視されます。
 Add [position_restraints] for selected atoms ユーザが指定する分子に対し、「Advance」タブにおける「-POSRES」で位置を拘束するための情報([position_restraints]セクション)をトポロジファイルに書き込みます。 例えば固液界面系に於いて固相を固定する場合などに使用します。
 Add [distance/angle/dihedral_restraints] for selected atoms ユーザが指定する分子に対し、「Advance」タブにおける「-POSRES」で距離・角度・二面角を拘束するための情報をトポロジファイルに書き込みます。
 Dump Now 現在の設定に基づき、一時的にトポロジファイルを生成する。トポロジファイルを直接編集した上でMD計算を実行したい場合は、「Dump Now」を押した後に、「Load from Existing File」の「Edit」を押す。ここで生成したトポロジファイルを用いてMD計算を実行する場合は、下の「Load from Existing File」において同ファイルを選択する。
Load from Existing File 既に存在しているトポロジファイルを用いてMD計算を実行する場合に選択する。他の環境において生成したGromacsのデータを用いて計算を開始する場合は、groファイルをメイン画面にて開き、topファイルをここで指定する。
 Edit 左で選択されたトポロジファイルをテキストエディタで編集する。
Generate Simulation Cell メイン画面においてシミュレーションセルが定義されていない場合のみ設定が有効となる。チェックが入っている場合は、メイン画面に表示された分子の周囲に「Distance」で指定された距離だけ離れた場所にシミュレーションセルを自動発生させる。
計算条件の保存▶  
 Load 保存した計算条件を読み込みます。
 Save 計算条件を保存します。

8.2. Gromacs実行

 Gromacsを実行します。
 計算の初期座標のgroファイルおよび力場のtopファイルは以下の要領で決定されます。

(1) 新規にgroおよびtopファイルを生成してジョブを流す場合
 groおよびtopファイルはメイン画面の分子に基づいて生成されます。 topファイルはキーワード設定の[Force Field]の内容に基づいて生成されます。
(2) 過去にWinmostarから流したGromacsの計算を継続したい場合
 メイン画面において、過去のGromacs計算で用いられた初期座標のgroファイル(aaa.groとする)を開き、キーワード設定で「Extending Simulation」にチェックが入っている必要があります。 aaa.groと同じ階層には、その出力フォルダ(aaa_gmx_tmp)が置かれている必要があります。 実際に、計算の初期座標にはaaa_gmx_tmp/gmx_mdrun_tmp.groが使用されます。
(3) 既存のgroおよびtopファイルからジョブを開始する場合
 メイン画面において、そのgroファイルが開かれている必要があります。 groファイルを開いた後原子座標に変更が加わると、(1)の処理に移行します。 topファイルは、キーワード設定の[Force Field]の[Load from Existing File]において選ばれている必要があります。

 上記の要領でgro, topファイルが確定した後(groファイルの名前はaaa.groとする)、スクリプトファイルaaa.shが生成され、Cygwin上でGromacsが実行されます。 その後、ログファイル(aaa.log)がgroファイルと同じフォルダに、その他のファイルは作業フォルダ(aaa_gmx_tmp)に保存されます。
すでに同名の作業フォルダが存在し、キーワード設定の[Backup Working Directory]にチェックが入っている場合、既存の作業フォルダはそのフォルダ名の末尾に数字が付け加わりバックアップされます。 例えば、aaa_gmx_tmpはaaa_gmx_tmp1にリネームされます。aaa_gmx_tmp1も存在した場合はaaa_gmx_tmp2にリネームされます。

8.3. GROファイル読み込み

GROファイルまたはPDBファイルから座標と計算ボックスをインポートします。
作業ディレクトリのgmx_tmp_mdrun.groがデフォルトで選択されます。

8.4. トラジェクトリ読み込み

 TRRファイルをgmx dumpでテキストファイルにしたdumpファイルからトラジェクトリの座標をインポートします。
 作業ディレクトリのgmx_tmp_mdrun_trr.dumpがデフォルトで選択されます。
 インポート後も現在位開いているファイル名は変わりません。
※ メニューについては、MOPAC Animation の項を参照してください。

8.5. エネルギー変化

計算結果のedrファイルからエネルギーのグラフを表示します。

8.6. 動径分布関数

gmx rdfモジュールを用いて計算結果から動径分布関数を計算しグラフを表示します。

RDF▶  
Reference Group 動径分布関数を計算させるグループを指定します。
Group 動径分布関数を計算させる相手のグループを指定します。
Definition▶
[Atom] 計算対象を原子座標にします。
[center of geometry] 計算対象を分子の幾何平均座標にします。
[center of mass] 計算対象を分子の重心位置にします。
Create Group あるグループ(分子)に属する特定の原子を選択し、新たなグループを作成します。
First Frame 動径分布関数の計算に用いる開始時間をps単位で指定します。
Output▶
[RDF] 動径分布関数を計算します。
[Cumulative Number RDF] 積算配位数を計算します。
Draw 計算結果のグラフ表示を行います。
Close 動径分布関数の計算ウインドウを終了させます。
Autoscale グラフの縦軸と横軸を明に指定する場合に、このチェックを外します。
XMIN, XMAX グラフの横軸の最大値と最小値を指定します。
YMIN, YMAX グラフの縦軸の最大値と最小値を指定します。
Redraw XMIN, XMAX, YMIN, YMAXを指定した際にグラフを再描画させます。
Excel 表示されているグラフのデータをEXCELで読み込める形式(csv)で保存します。

8.7. 平均二乗変位

gmx msdモジュールを用いて計算結果から平均二乗変位を計算しグラフを表示します。また自己拡散定数を計算します。
操作方法はGromacs 動径分布関数 の項も参考にしてください。

MSD▶  
Diffusion Constant 平均二乗変位のグラフからEinsteinの式を用いて自己拡散定数を表示します。

8.8. 散乱関数

gmx saxsモジュールを用いて散乱関数をグラフ表示します。
操作方法はGromacs 動径分布関数 の項も参考にしてください。

Scattering Function (X-Ray)▶  
Interval 散乱関数の計算に用いるスナップショットを取得する間隔を指定します。
小さくしすぎると膨大な計算が必要となるため注意が必要です。

8.9. 速度相関/振動スペクトル

gmx velaccモジュールを用いて速度相関関数または振動スペクトルをグラフ表示します。
操作方法はGromacs 動径分布関数 の項も参考にしてください。

Velacc▶  
Velocity Autocorrelation 速度相関関数を出力します。
Vibration Spectrum 振動スペクトルを出力します。

8.10. 比誘電率

gmx dipolesモジュールを用いて比誘電率をグラフ表示します。
操作方法はGromacs 動径分布関数 の項も参考にしてください。

8.11. 粘度

gmx tcafモジュールを用いて粘度をグラフ表示します。
操作方法はGromacs 動径分布関数 の項も参考にしてください。

8.12. 密度分布

gmx densityモジュールを用いてある方向に沿った密度分布をグラフ表示します。
操作方法はGromacs 動径分布関数 の項も参考にしてください。

Density▶  
Group ここでチェックを入れた成分について密度分布が出力されます。

8.13. Hildebrand溶解度パラメータ

8.14. χ/DPDパラメータ

液相、気相それぞれのシミュレーション結果から凝集エネルギーを算出し、凝集エネルギーからHildebrand溶解度パラメータ・χ/DPDパラメータを計算します。
Hildebrand溶解度パラメータを2物質について求めた場合は、合わせてχおよびDPDパラメータを算出します。 凝集エネルギーの算出には、gmx energyを利用しています。

8.15. トラジェクトリを編集

gmx trjconvモジュールを使用して、trr、xtcファイルの編集を行います。Executeボタンで処理を開始します。

Detail▶  
Output interval トラジェクトリを間引いて何フレームごとに出力するか指定します。
Postprocess 処理後の動作を指定します。Spatial distribution functionを選択した場合はgmx spatialを使います。
Target group 出力するグループを指定します。
Rotate and Trans Reference groupで指定したグループが固定されるようtarget groupで指定したグループを回転・並進移動させます。
Reference group Roate and Transにおけるrefernceを指定します。
Group for SDF PostprocessにてSpatial distribution function(SDF)を選択した際に計算されるSDFをどのグループに対し計算するか指定します。

8.16. RMSD

特にタンパク系において初期配置とのRMSD(Root Mean Square Deviation)の時間変化を計算グラフを表示します。
gmx rmsモジュールを使用します。
操作方法はGromacs 動径分布関数 の項も参考にしてください。

RMSD▶  
Group RMSDの時間変化を計算させるグループを指定します。通常はBackboneを選択します。

8.17. 回転半径

特にタンパク系において回転半径(Radius of gyration)の時間変化を計算しグラフ表示します。
gmx gyrateモジュールを使用します。
操作方法はGromacs 動径分布関数 の項も参考にしてください。

RG▶  
Group 回転半径の時間変化を計算させるグループを指定します。通常はBackboneを選択します。

8.18. Ramachandoranプロット

各アミノ酸残基のRamachandoranプロットを作成します。
gmx ramaモジュールを使用します。
操作方法はGromacs 動径分布関数 の項も参考にしてください。

8.19. ER法実行

・以下3つの計算をGromacsで実行し、生成される*_gmx_tmpフォルダを残しておきます。
 エネルギー最小化などの平衡化を終えた後の、平衡状態のデータのみ使用します。
  ①Solution system(溶質分子1個+溶媒分子多数)
  ②Solvent system(溶媒分子多数)
  ③Solute system(溶質分子1個)
・[ERmod実行]メニューを選択します。
・Solution systemの[Select Folder]から、①のフォルダを選択します。(ドラッグアンドドロップ可)
・同様に、Solvent systemの[Select Folder]から②のフォルダを選択します。
・Solute systemについては、③のフォルダ内のxtc, pdbもしくはgroファイルを選択します。
 xtcの場合、溶質はフレキシブルに、pdbまたはgroの場合、溶質は剛体モデルとして扱われます。
・必要に応じて、[Options]から自由エネルギー計算時のMPI並列数など指定します。
・自由エネルギー計算をローカル環境で実施する場合は[Start]ボタンを押します。
 結果を出力するフォルダを指定すると計算が始まります。
・リモート環境で実施する場合は一旦[Close]ボタンを押します。
 そして、[MD]メニュー>[リモートジョブ投入]画面にて[Program]に[ermod]を指定し実行してください。
 その際、リモートサーバ上では、ermodおよびslvfeコマンドにPATHが通っている必要があります。
 (リモートサーバへのERmodのインストールはこちらを参照)
 計算が終わり、[リモートジョブ投入]画面で[get]ボタンを押すと、winmostar.exeが置かれたフォルダ以下にermod_remote_*というフォルダが生成され、結果がリモート環境から転送されます。
・自由エネルギー計算終了後、結果の表示するには[溶媒和自由エネルギー(ERmod)]メニューを選択します。

8.20. ER法結果読み込み

・メニュー選択後、[ERmod実行]にて指定した出力先フォルダを指定してください。
・[Unit]から、溶媒和自由エネルギーおよび溶媒和エネルギーを表示する際の単位を指定できます。
・[Log]ボタンを押すと、ERmodのログファイルを表示します。

8.21. BAR法実行

・Gromacsを用いて溶液系(溶質分子1個+溶媒分子多数)の計算を実施します。
 初期座標の発生(insert-moleculesなど)からエネルギー平衡化、温度一定計算などの平衡化の各手順について、生成された*_gmx_tmpフォルダを残しておきます。
・[BAR法実行]メニューを選択します。
・[Integration Path]タブにて、溶質が溶媒と相互作用していない状態(λ=0)から相互作用している状態(λ=1, Full Coupling)をどのような経路で積分するか指定します。
 [Insert]ボタン左の2つの欄にファンデルワールスポテンシャルのカップリング係数(左)とクーロンポテンシャルのカップリング係数(右)を入力し[Insert]を押すと、積分経路が追加されます。
 [Delete]を押すことで、積分経路を削除できます。
・[Procedure]タブにて、積分経路上の各状態のシミュレーション手順を指定します。
 あらかじめ用意した溶液系(λ=1)の平衡化の手順を、フォルダ単位で指定します。
 デフォルトでは、winmostar.exe内のGromacsのデータが自動でリストアップされます。
 [Add]ボタンまたはリストへのドラッグアンドドロップで、フォルダを追加します。
 [Delete]ボタンでフォルダを削除します。
 リストの最後の手順で実施された計算が、自由エネルギー計算に用いられます。
・[Start]を押すと、Winmostar Job Managerを用いて各状態のMD計算が実行されます。
・各状態のMD計算の終了後、結果の表示するには[溶媒和自由エネルギー(BAR法)]メニューを選択します。

8.22. BAR法結果読み込み

・メニュー選択後、[BAR法実行]にて指定した出力先フォルダを指定してください。
・[Unit]から、溶媒和自由エネルギーの単位を指定できます。
・[Log]ボタンを押すと、自由エネルギー計算に用いたgmx barのログファイルを表示します。
・表示されるグラフは、溶質が溶媒と相互作用していない状態(λ=0)から相互作用している状態(λ=1)の間で自由エネルギーが変化する様子を示しています。

9. LAMMPS

9.1. LAMMPS キーワード設定

 LAMMPSによる計算を実行するための条件を設定します。
各項目を選択して指定し、[OK]ボタンをクリックします。

Extending Simulation 継続ジョブを実行します。メイン画面で開かれているファイルに関して、前回実行したジョブの最終構造(ワーキングディレクトリ内のlmp_tmp_final.data)から計算を開始します。
Preset 計算条件のプリセットを指定します。プリセットの内容は、各キーワードから確認できます。
MPI MPI並列数を指定します。
Basic▶  
 Units▶ 単位系を指定します。
  real 主に分子系で指定します(A, fs, Kcal/mol)。
  metal 主に結晶系で指定します(A, ps, eV)。
  lj 主にDPD計算で指定します(無次元単位)。
 Atom Style 計算する系の種類を指定します。Unitsに応じて変化します。
 Pair Style 相互作用計算の方法を選択します。
 Potential File Potential Fileを選択します。LAMMPS本体をインストールしたフォルダ直下[Potential]フォルダ内のファイルをリストアップします。選択肢はPair Styleに応じて変わります。
 Time Step 時間積分の刻み幅を指定します。単位は選択したUnitにより変わります(real:フェムト秒、metal:ピコ秒)。
 # of Time Steps 時間積分ステップの最大数を指定します。
 Generate Velocity チェックをした場合は初速度が与えられます。
 Ensemble 時間積分の種類を指定します。nvt(温度一定のカノニカルアンサンブル), npt(温度、圧力一定のアンサンブル), nve(体積とエネルギー一定のミクロカノニカルアンサンブル), minimize(CG法によるエネルギー最小化)のいずれかを選択します。
 Temperature 目標温度を指定します。アニーリング計算時には始状態の温度を指定します。
 Pressure 目標圧力を指定します。
 Pressure Control 圧力制御の際のセルの動かし方を指定します。
 Constrain Hydrogen 水素原子をSHAKE法で拘束します。
Advance▶  
 Boundary X Y Z 周期境界条件を指定します。p(periodic), f(non-periodic and fixed), s(non-periodic and shrink-wrapped), m(non-periodic and shrink-wrapped with a minimum value)のいずれかを選択します。
 Energy Tolerance minimize計算時のエネルギーに関する打ち切り誤差を指定します。
 Force Tolerance minimize計算時の力に関する打ち切り誤差を指定します。
 Tdamp 温度制御の時定数パラメータを指定します。
 Pdamp 圧力制御の時定数パラメータを指定します。
 Reset COM Motion MD計算時に系全体の重心の運動を凍結する方法を選びます。
 Reset Interval Reset COM Motionの頻度をタイムステップで指定します
 Random Seed 初速度発生時の擬似乱数の種を指定します。
 Tchain Nose-Hoover chainの段数を指定します。
 Pchain 圧力制御の段数を指定します。
 box tilt large シミュレーションセルの変形の許容度合を指定します。
 rigid 分子を剛体として扱います。
 SHAKE tolerance SHAKE法の打ち切り誤差を指定します。
Output▶  
 Dump Interval (dump) dump形式で座標を出力する頻度をタイムステップ数で指定します。
 Dump Interval (xtc) xtc形式で座標を出力する頻度をタイムステップ数で指定します。
 Dump Interval (xyz) xyz形式で座標を出力する頻度をタイムステップ数で指定します。
 Log Interval log ファイルにエネルギー変数を書き出す頻度をタイムステップ数で指定します。
 Calculate Thermal Conductivity 原子の流速の自己相関関数から算出する熱伝導率を出力します。
 Calc Interval 熱伝導率計算における自己相関関数の算出頻度を指定します。
 ACF Length 熱伝導率計算における自己相関関数の長さを指定します。
Interaction▶  
 Cutoff(vdw) vdw(LJ)ポテンシャルのカットオフ半径を指定します。
 Cutoff(Coulomb) Coulomb(静電)ポテンシャルのカットオフ半径を指定します。
 Neighbor Search 近接粒子探索時のアルゴリズムを指定します。
 Neighbor Skin 近接粒子探索時の探索半径の余分を指定します。
 Automatically set Nmesh Pair Style=lj/cut/coul/longの際に使用されるPPPM法のメッシュ数をK-space accuracyから自動的に設定します。
 Nmesh for kx, ky, kz PPPM法のメッシュ数を指定します。
 PPPM Order PPPM法のSpline補間次数を指定します。
 K-space accuracy PPPM法の許容相対誤差を指定します。
 Enable Long Range Correction vdwポテンシャルのカットオフ補正項の有無を指定します。
Non-equiliibrium (1)▶  
 Enable Elongation 伸長計算を有効にします。Ensembleがminimize以外の時に指定できます。
 Affine Transformation 伸長計算時に原子位置をシミュレーションセルに合わせてアフィン(相似)変形するか指定します。
 Eng. Strain Rate 伸長計算時の伸長速度を工業ひずみで指定します。「Max Eng. Strain」には最終ステップにおけるひずみの予測値が表示されます。
 Preserve Volume 伸長計算時に、シミュレーションセルの体積を一定に保つよう伸長方向に垂直な方向のセルサイズを変形させます。
 Enable Simulated Annealing アニーリング計算(温度を一定速度で変化させる計算)を有効にします。Ensembleがnvt, nptの時に指定できます。「Temperature」の値が始状態の温度、「Final Temperature」の値が終状態の温度となります。
 Final Temperature アニーリング計算時の終状態の温度を指定します。
 Annealing Rate アニーリング計算時の加熱または冷却速度が表示されます。
 Enable Pulling 指定した原子群を一定速度で移動させるPull計算を有効にします。Ensembleがminimize以外の時に指定できます。
 Pulled Atoms Pull計算時に、メイン画面でCtrl+ClickでPullしたい原子(複数可)を選択した上で「Set」ボタンをクリックすると、その原子がPullのターゲットとなります。
 Pulled Velocity Pull計算時の、Pull速度を指定します。
Restraint▶  
 Enable Restraint 指定した2原子間の距離を拘束した計算を実施します。Ensembleがminimize以外の時に指定できます。
 Restrained Atoms 拘束計算時に、メイン画面でCtrl+Clickで2原子選択した上で「Set」ボタンをクリックすると、その原子が拘束のターゲットとなります。
 Bond Length 拘束計算時の、2原子間の拘束距離を指定します。
 Initial Strength 拘束計算時の、始状態における拘束ポテンシャルのバネ係数を指定します。
 Final Strength 拘束計算時の、終状態における拘束ポテンシャルのバネ係数を指定します。
 Enable Position Restraint 指定した原子の絶対座標を固定した計算を実施します。
 Restrained Atoms 絶対座標を固定する原子を指定します。
Automatic▶  
 Rescale velocities to.. NVEアンサンブルにおいて目標温度に系の温度を近づけたい時に使います。計算中の平均温度とここで入力した温度からスケーリング係数を算出して、最終構造の各粒子の速度をスケーリングします。
 Rescale box size to.. NPTアンサンブルで計算した後に、設定圧力に近い状態でNVEまたはNVTアンサンブルで計算した場合に使用します。最終構造を、計算中の平均セルサイズにスケーリングします。
Options▶  
 MPI チェックボックスにトグルを立ててLAMMPS実行の際の並列度を指定します。
 Make a Backup of Working Directory 作業フォルダのバックアップを行う際に選択します。
例えば、aaa_lmp_tmpフォルダは、Extending Simulationを行う毎に aaa_lmp_tmp0, aaa_lmp_tmp1, aaa_lmp_tmp2 …という名前にバックアップされます。
 Restore Working Directory Extending Simulationが異常終了した際、作業フォルダ構成を実行前の状態に戻す際にクリックします。
 Dump all files for remote Linux環境でのジョブ実行に必要なファイルを出力します。リモートジョブ投入機能で生成されるファイルと同じファイルが出力されます。
Force Field▶  
Gromacsキーワード設定の「Force Field」タブの挙動に準ずる。
計算条件の保存▶  
 Load Setting 保存した計算条件を読み込みます。
 Save Setting 計算条件を保存します。
設定の反映▶  
 OK 設定した計算条件を反映させてウインドウを閉じます。
 Cancel 設定した計算条件を破棄してウインドウを閉じます。
 Apply 設定した計算条件(計算セルの形状など)をWinmostarのモデリングウインドウに反映させます。

9.2. LAMMPS実行

 LAMMPSを実行します。
 計算の初期座標のdataファイルは以下の要領に決定されます。

(1) 新規にdataファイルを生成してジョブを流す場合
dataファイル作成処理のログ・中間ファイルは、作業フォルダ(aaa.dataの場合はaaa_data_tmp)に出力されます。
(2) 過去にWinmostarから流したLAMMPSの計算を継続したい場合
 メイン画面において、過去のLAMMPS計算で用いられた初期座標のdataファイル(aaa.dataとする)を開き、キーワード設定で「Extending Simulation」にチェックが入っている必要があります。 aaa.dataと同じ階層には、その出力フォルダ(aaa_lmp_tmp)が置かれている必要があります。 実際に、計算の初期座標にはaaa_lmp_tmp/lmp_tmp_final.dataが使用されます。
(3) 既存のdataファイルからジョブを開始する場合
 メイン画面において、そのdataファイルが開かれている必要があります。 dataファイルを開いた後原子座標に変更が加わると、(1)の処理に移行します。

 上記の要領でdataファイルが確定した後(dataファイルの名前はaaa.dataとする)、バッチファイルaaa.batが生成され、LAMMPSが実行されます。 その後、ログファイル(aaa.log)がdataファイルのと同じフォルダに、その他のファイルは作業フォルダ(aaa_lmp_tmp)に保存されます。
すでに同名の作業フォルダが存在している場合、既存の作業フォルダはそのフォルダ名の末尾に数字が付け加わりバックアップされます。 例えば、aaa_lmp_tmpはaaa_lmp_tmp1にリネームされます。aaa_lmp_tmp1も存在した場合はaaa_lmp_tmp2にリネームされます。

9.3. トラジェクトリ読み込み

 dumpファイルからトラジェクトリの座標をインポートします。
 ※ メニューについては、MOPAC Animation の項を参照してください。

9.4. エネルギー変化

計算結果のlogファイルからエネルギーのグラフを表示します。

9.5. 動径分布関数

計算結果から動径分布関数を計算しグラフを表示します。
xtc形式でトラジェクトリをdumpしておく必要があります。
 ※ 詳細は、Gromacs 動径分布関数 の項を参照してください。

9.6. 平均二乗変位

計算結果から平均二乗変位を計算しグラフを表示します。
xtc形式でトラジェクトリをdumpしておく必要があります。
 ※ 詳細は、Gromacs 平均二乗変位 の項を参照してください。

9.7. 散乱関数

計算結果から散乱関数を計算しグラフを表示します。
xtc形式でトラジェクトリをdumpしておく必要があります。
 ※ 詳細は、Gromacs 散乱関数 の項を参照してください。

10. Amber

10.1. LEaPキーワード設定

 tLEaPを用いて座標(crd)、トポロジ(prmtop)ファイルを作成する条件を設定します。
各項目を選択して指定し、[OK]ボタンをクリックします。

 Force Field 力場の種類を選択します。
 Add Na+ Naイオンを追加するか指定し、その数を指定します。
 Add Cl- Clイオンを追加するか指定し、その数を指定します。
 Solvate 水分子を追加するか指定します。
 Box/Octahedron ボックスタイプを指定します。
 Solvent 溶媒の種類を指定します。
 Distance 溶質とボックス境界の距離を指定します。
 Other LEaP Commands その他のLEaPコマンドを記述します。

10.2. LEaP実行

 tLEaPを実行します。
CygwinにAmberTools14がインストールされている必要があります。
(拡張子を除くcrdファイル名)_leap_tmpという名前の作業フォルダを作成して、そのフォルダで処理が行われます。

10.3. sanderキーワード設定

 sanderによる計算を実行するための条件を設定します。
各項目を選択して指定し、[OK]ボタンをクリックします。

Basic▶  
 imin エネルギー最小化を行うか指定します。
 igb 溶媒モデルを指定します。
 ntb 周期境界条件かどうか指定します。
 ntt 温度スケーリングを指定します。
 tempi 初期温度を指定します。
 temp0 参照温度を指定します。
 nstlim MDステップの数を指定します。
Advance▶  
 maxcyc 最大サイクル数を指定します。
 ncyc 最大勾配法のアルゴリズムを使用するサイクル数を指定します。
 gamma_ln 衝突頻度γを指定します。
 dt 時間ステップを指定します。
 cut カットオフ距離を指定します。
 ntpr エネルギー値、温度などの出力頻度を指定します。
 ntwx 座標をトラジェクトリファイルに出力する頻度を指定します。
QM/MM▶  
 Use qmmm ifqnt=1にし、&qmmm namelistを加え、QM/MM/MD計算のための設定を有効にします。
 qm_theory QM領域で用いる計算手法を選択します。
 qmcharge QM領域のnet chargeを指定します。
 qmshake QM領域のH原子へのSHAKE法の適用を指定します。
 qm_ewald QM領域へのEwald法の適用を指定します。
 qm_pme QM領域へのPME法の適用を指定します。
 qmmask [Set]ボタンを押すと、メイン画面で選択された原子をQM領域として設定します。
メイン画面においてCtrl+ドラッグにより選択された青色の原子が対象となります。
Misc▶  
 Other Settings その他の設定を記述します。

10.4. sander実行

 sanderを実行します。
CygwinにAmberTools14がインストールされている必要があります。
(拡張子を除くcrdファイル名)_amb_tmpという名前の作業フォルダを作成して、そのフォルダで処理が行われます。

10.5. 座標ファイル読み込み

 座標(crd)ファイルとトポロジ(prmtop)ファイルを読み込みメイン画面に表示します。

10.6. トラジェクトリ読み込み

 mdcrdファイルをptrajで変換したPDBファイルからトラジェクトリの座標をインポートします。
※ メニューについては、MOPAC Animation の項を参照してください。

10.7. エネルギー変化

計算結果のlogファイルからエネルギーのグラフを表示します。


11. ポリマー

11.1. モノマー登録

 (1) Winmostarのモデリング機能を用いてモノマーとして登録すべき分子を作成します。
 (2) Head原子とTail原子をマウスクリックで指定し[ポリマー]→[モノマー登録]を選択します。

Register Monomer
[Head], [Tail] 選択したHead原子とTail原子の番号が表示されます。
[Name] モノマーファイル名を指定します。
[OK] モノマーファイルを保存してモノマー登録画面を閉じます。
[Cancel] 設定を破棄してモノマー登録画面を閉じます。

11.2. ホモポリマービルダ

 登録したモノマーからホモポリマー鎖を作成し登録します。
 ポリマー全体の電荷は、使用したモノマー(繰り返し単位)の電荷と重合度の積になります。
 重合により削除された原子の分の電荷はポリマー全体の原子に均等に割り当てられます。



Homo Polymer Builder  
[Polymer Name] ポリマー鎖のファイル名を指定します。
[Degree] 重合度を指定します。
[Monomer List] モノマーを選択します。
[Display] 選択したモノマーをグラフィックス画面に表示します。
[Delete] 選択したモノマーファイルを削除します。
[Tacticity]▶  
[Isotactic] アイソタクチックポリマーを作成します。
[Syndiotactic] シンジオタクチックポリマーを作成します。
[Atactic] アタクチックポリマーを作成します。
 [Racemo Ratio] アタクチックポリマー選択の際、ラセモ率(0<x<1.0)を指定します。
[Head/Tail Configulation]▶  
[Head to Tail] モノマーのhead原子とtail原子を重ねて結合します。
[Head to Head] モノマーのhead原子とhead原子を重ねて結合します。また、モノマーのTail原子とTail原子を重ねて結合します。
[Build] ポリマー鎖の作成を開始します。
[Close] ウインドウを閉じます。

11.3. ブロックポリマービルダ

 登録したモノマーからブロックポリマー鎖を作成し登録します。
 電荷の割り当て方はホモポリマービルダと同じです。

Block Polymer Builder  
[Polymer Name] ポリマー鎖のファイル名を指定します。
[Degree] 重合度を指定します。
[First Monomer] 先頭モノマーをモノマーリストから選択します。
[Last Monomer] 末尾モノマーをモノマーリストから選択します。

Internal Monomer  
[Internal Monomer] 中間のモノマーをモノマーリストから選択します。[Number]にモノマー数を入力します。
[Number] 中間のモノマー数を指定します。
[Add] 設定した中間モノマー名と数をInternal Monomer Listに反映させます。
[Display] 設定した中間モノマーをグラフィックス画面に表示します。
[Delete wmo File] 指定したモノマーファイルを削除します。
[Delete From List] リスト内で選択された中間モノマーをリストから削除します。
[Build] ポリマー鎖の作成を実行します。
[Close] ウインドウを閉じます。

11.4. ランダムポリマービルダ

 登録したモノマーからランダムポリマー鎖を作成し登録します。
 電荷の割り当て方はホモポリマービルダと同じです。

Random Polymer Builder  
[Polymer Name] 作成するポリマー鎖のファイル名を指定します。
[Degree] 重合度を指定します。
[First Monomer] 先頭モノマーをモノマーリストから選択します。
[Last Monomer] 末尾モノマーをモノマーリストから選択します。

Internal Monomer  
[Internal Monomer] 中間のモノマーをモノマーリストから選択します。[Number]にモノマー数を入力します。
[Ratio] 選択した中間モノマーの出現率(0<x<1.0)を指定します。
[Add] 設定した中間モノマー名と出現率をInternal Monomer Listに反映させます。
[Display] 設定した中間モノマーをグラフィックス画面に表示します。
[Delete wmo File] 指定したモノマーファイルを削除します。
[Sum of Ration] Internal Monomer ListにリストアップされたRatioの合計値が表示されます。
[Delete From List] Internal Monomer List内で選択した中間モノマーをリストから削除します。

[Definition of Ratio]▶  
[Probability of Each Monomer] 出現率[Add]に従って中間モノマー発生させます。最終的な中間モノマーの比率は出現率に一致するとは限りません。
[Proportion in Total Monomers] 最終的に得られる中間モノマーの比率は出現率[Add]に比例します。
[Build] ポリマー鎖の作成を実行します。
[Close] ウインドウを閉じます。

11.5. ポリマーセルビルダ

 登録したポリマー鎖からポリマーセルを構築します。

[Box Configulation]  
[Density] 密度を指定します。
[X-Axis Length] 直方体セルのX方向の長さをÅ単位で指定します。または長さがÅ単位で表示されます。
[Y-Axis Length] 直方体セルのY方向の長さをÅ単位で指定します。または長さがÅ単位で表示されます。
[Z-Axis Length] 直方体セルのZ方向の長さがÅ単位で表示されます。
[Cubic Cell] 立方体セルを指定します。
[Periodic Boundary Condition]▶  
[X],[Y],[Z] 周期境界条件を課す方向にトグルを入れます。
[Polymer Available]  
[Number] 選択したポリマー鎖の本数を指定します。
[>>Add>>] 選択したポリマー鎖をPolymers Usedリストに反映させます。
[<<Delete<<] 選択したポリマー鎖をPolymers Usedリストから削除します。
[Display] 選択したポリマー鎖をグラフィックス画面に表示します。
[Delete] 指定したポリマー鎖のファイル削除します。
[Polymer Used]  
[Build] ポリマーセルの作成を実行します。
[Close] ウインドウを閉じます。

11.6. 設定

 ポリマー作成ツールに関連するファイルの保存先フォルダを指定します。

[Polymer Setting]  
[Monomer(*.wmo)Folder] モノマーファイルの保存先フォルダを指定します。
[Polymer(*.wpo)Folder] ポリマー鎖ファイルの保存先フォルダを指定します。
[OK] 設定内容を保存してウインドウを閉じます。
[Cancel] 設定内容を破棄してウインドウを閉じます。

12. 散逸粒子動力学

12.1. DPDセルビルダ

 散逸粒子動力学(DPD)計算用のシミュレーションセルを構築します。

[Monomers Available] ポリマー鎖を構成するモノマー(粒子)を選択します。
[# of Monomers] 選択したモノマーの数を指定します。
[>> Add >>] 選択したモノマーを追加します。
[Branch] [Start]分岐開始位置を指定します。
[End]分岐終了位置を指定します。
[Monomers Used] 追加したモノマー種と数がリスト表示されます。
[Clear] リストアップされたモノマー種を全て削除します。
[<< Delete <<] 追加したモノマーを削除します。
[# of Polymers] ポリマー鎖の数を指定します。
[>> Add >>] リストアップされたポリマー鎖を計算対象に追加します。
[Polymers Used] 追加したポリマー鎖の構成と本数がリスト表示されます。
[<< Delete <<] 追加したポリマー鎖を削除します。
[Density] 系の密度(無次元)を指定します。
[Build] シミュレーションセルを構築します。
[Reset] すべての設定をデフォルトに戻します。
[Close] ウインドウを閉じます。

12.2. ポテンシャル編集

 散逸粒子動力学に用いるポテンシャルを編集・設定します。

[Potential Files] 散逸粒子動力学に用いるポテンシャルファイルを選択します。
[New] 新たにポテンシャルファイルを作成します。
[Delete] 選択したポテンシャルファイルを削除します。
Mass▶
[Species] モノマー(粒子)名が表示されます。
[Mass] 質量(無次元)を設定します。
Bond▶
[R_0] 結合(ボンド)ポテンシャルパラメータR_0(平衡距離、無次元)を設定します。
[K] 結合(ボンド)ポテンシャルパラメータK(バネ定数、無次元)を設定します。
Nonbond▶
[Aij] 非結合ポテンシャルパラメータAij(無次元)を入力します。
[Rcut] 非結合ポテンシャルパラメータRcut(カットオフ半径、無次元)を入力します。
[Set] 設定したポテンシャルパラメータがリストに反映されます。
[OK] 設定したポテンシャルパラメ-タをポテンシャルファイルに保存してウインドウを閉じます。
[Close] 設定内容を破棄してウインドウを閉じます。

13. 界面ビルダ

13.1. Cell Files

 結合させる2つのセル情報を規定します。各項目を設定後[Next]ボタンをクリックします。

Cell 1▶
 [Browse] 結合させるセルファイル(*.mol2)を指定します。
 [Lattice Constants]
[a],[b],[c],[Alpha],[Beta],[Gamma] セル定数が表示されます。
Cell 2▶
 [Browse] 結合させるもう一方のセルファイル(*.mol2)を指定します。
 [Lattice Constants]
[a],[b],[c],[Alpha],[Beta],[Gamma] もう一方のセルのセル定数が表示されます。

13.2. Direction

Direction▶
[a-axis] a軸方向に沿って2つのセルを結合します。
[b-axis] b軸方向に沿って2つのセルを結合します。
[c-axis] c軸方向に沿って2つのセルを結合します。
Order▶
[normal] セル1にセル2を重ねます。
[reverse] セル2にセル1を重ねます。
[Interval] 接合面の空隙幅を指定します。2面間の距離ではなく、軸に沿った長さです。
[Scaling cells to average size] セルの大きさに違いがある場合、平均サイズに伸縮します。
[Padding small cell to the size of large cell] セルの大きさに違いがある場合、小さい方のセルに真空を入れて、大きい方のセルに合わせます。

13.3. Number

 結合後のセルサイズを規定します。全ての項目を設定後に[Build]ボタンをクリックすると、ポリマーセル作成処理を開始します。処理時間が長くなる場合があります。

Number of Cell 1▶
[a-axis] セル1のa軸方向へのセルの積み重ね数を指定します。
[b-axis] セル1のb軸方向へのセルの積み重ね数を指定します。
[c-axis] セル1のc軸方向へのセルの積み重ね数を指定します。
Number of Cell 2▶
[a-axis] セル2のa軸方向へのセルの積み重ね数を指定します。
[b-axis] セル2のb軸方向へのセルの積み重ね数を指定します。
[c-axis] セル2のc軸方向へのセルの積み重ね数を指定します。
[Suggest] サイズが合うようなリピート数の組み合わせを提示します。
Ratioが1に近いものが歪みが少ない組み合わせです。
列をクリックしてSetボタンを押すか、ダブルクリックすると反映されます。
Lattice Constrants▶
[a],[b],[c],[Alpha],[Beta],[Gamma] 結合処理後のセルのセル定数が表示されます。
[Build] ポリマーセル作成処理を開始します。処理時間が長くなる場合があります。

14. 結晶ビルダ

結晶系のモデリングを行います。

14.1. メインメニュー

メインメニュー
[File] ファイルの読み書きに関する設定を行います。
[Edit] 構造情報の編集を行います。
[View] モデリング画面の描画および操作の設定を行います。
[Tool] 結晶系に特有な処理を排他的なUI操作で行います。
[Return To Winmostar] モデリング結果を反映させてWinmostarのメインウインドウに戻ります。
[File]
[New] 新規作成を行います。
[Open] CIFファイルを読み込みます。
[Save As] モデリングした結晶構造をCIFあるいはXYZ形式で保存します。
[Edit]
[Lattice] 結晶格子、空間群、格子定数の定義を行います。(12.2 基本操作を参照下さい。)
[Repeat] スーパーセルを構築します。
[Exchange Axis] 軸(a, b, c)と非対称要素の座標(x, y, z)を交換します。詳しくはInternational Tables vol.Aをご覧ください。
[Discard symmetry] 対称操作を破棄し、空間群はP1とします。この時、既存の対称操作によって再生された全ての対称要素は非対称要素として認識されます。
[Assign Atom] 読み込んだCIFファイル内で定義された占有率の項目(_atom_site_occupancy)を元にして、各サイトに対してランダムな原子を発生させます。占有率に応じたスーパーセルを作成したい場合、リピート機能を用いて十分に大きなスーパーセルを作成してからこの機能を使用してください。
[View]
[Three View Drawing] 三面図による描画を行います。三面図では左上の画面のみが自由回転に対応しており、残りの三方向のカメラは結晶のa, b, c軸に固定されるため回転しません。
Rotation▶ 回転方法を指定します。
[Free] 自由回転を行います。
[a axis] a軸回りの回転を行います。
[b axis] b軸回りの回転を行います。
[c axis] c軸回りの回転を行います。
[Element] 元素記号を表示します。
[Display Bond] 結合を表示します。
[Mesh for Replicated Atom] 対称操作によって生じた原子をメッシュ表示します。
[Display Replicated Atom on Boundary] 境界上の原子を表示します。
[Display Unit Cell] 単位格子を表示します。
[Tool]
[Cleave plane] 表面切り出しモードに遷移します。詳しくは「表面切り出し」の項目をご覧下さい。
[Insert vacuum] 真空層挿入モードに遷移します。詳しくは「真空層挿入」の項目をご覧下さい。

14.2. 基本操作

結晶系、格子定数、空間群の定義および原子座標の入力を行います。

Lattice
[Crystal System] 結晶系を選択します。
[Space Group] 空間群を番号もしくはHermann–Mauguin記号から選択します。
[Lattice Constant] 格子定数を設定します(選択した空間群によって入力できるフィールドが変わります)。

Asymmetric Unit
[Add Atom] 非対称要素となる原子を追加します。
[Remove Atom] リスト上で選択した非対称要素となる原子を削除します。
[Atom] 元素記号を入力/修正します。
[X], [Y], [Z] 原子サイトを分率座標(fractional coordinate)で設定します。

14.3. 表面切り出し

ミラー面の指定により、単位格子の再定義を行います。

Step 1/2 Cutting
[Cleave Plane] 表面のミラー指数(h k l)を定義します。
[Offset] ユニットセルの上端から下端までの相対位置(百分率)により、表面の位置を指定します。
Step 2/2 Transform Unit Cell
Origin 単位格子を再定義する際、グラフィック上で原点を選択し[Set]をクリックします。
Lattice Vector A 単位格子を再定義する際、グラフィック上でa軸上の原子を選択し[Set]をクリックします。
Lattice Vector B 単位格子を再定義する際、グラフィック上でb軸上の原子を選択し[Set]をクリックします。
Lattice Vector C 単位格子を再定義する際、グラフィック上でc軸上の原子を選択し[Set]をクリックします。
Execute 再定義を実行します。実行後は結晶ビルダに画面遷移します。
(遷移後の操作については結晶ビルダの項目をご覧ください。)

14.4. 真空層挿入

結晶構造の上下に真空層を挿入し、スラブモデルの構築を行います。

Insert Vacuum
[Axis] 真空層を挿入する方向をX, Y, Z軸から選択します。
[Bulk] 元のセルの厚さをÅ単位で示します。(表示のみ)
[Vacuum] 真空層の厚さをÅ単位で定義します。
[Total Width] [Bulk]と[Vacuum]の合計値を示します。(表示のみ)
[Automatically shift to center] このチェックボックスがチェック状態のとき、元の結晶構造はスラブモデルの中心に固定されます。チェック状態でないとき、Shift機能が利用できるようになります。
[Shift] 拡張されたセル内での表面構造の位置を指定できます。エディットボックス内の数値は基準面の位置を分率座標で示しています。
[Reference Plane] 基準面の位置を指定します。Baseのとき、基準面は結晶構造の底面になります。Centerのとき基準面は結晶構造の中央となります。

14.5. クラスター

結晶構造からナノクラスターを切り出します。このモードでは元々のユニットセル内の原子は通常どおり描画され、ユニットセル外の原子はメッシュ表示されます。

Cluster
[Center] クラスターの中心点を分率座標で指定します。グラフィック画面上の原子を選択した状態で、Setをクリックすると選択した原子位置を中心点に指定できます。
[Cluster Radius] クラスターの半径をオングストローム単位で指定します。
[Hydrogen] 真空層の厚さをÅ単位で定義します。
[Save] 作成したクラスターの構造をXYZ形式で保存します。保存したファイルを可視化する際には、一旦メインウィンドウに戻り、セーブしたXYZを開きなおしてください。

15. Quantum ESPRESSSO

15.1. Quantum ESPRESSOキーワード設定

 Quantum ESPRESSO(以下、QE)による計算を実行するためのデータファイルに記述されるキーワードを設定します。
各項目を選択して指定し、[Set]ボタンをクリックします。
各項目の対応するQEのキーワードはマウスオーバーすることで表示されます。

Output Directory▶ データの出力先フォルダ(outdir)を指定すると同時に、ジョブの新規・継続実行を指定します。
 Create 新規にデータの出力先フォルダを作成します。outdirは新規フォルダに設定されます。
 Continue メイン画面に読み込まれている、直前に実行されたQEのジョブを継続します。outdirは直前に実行されたジョブのoutdirに設定されます。
 Select... 開いたダイアログで指定したフォルダを出力先に指定し、そのフォルダのデータからジョブを継続します。outdirはここで指定したものに設定されます。
Preset 設定のプリセットを選択します。
Use MPI QEの実行時にMPIを用いて並列計算を実行するか指定します。横の欄にはMPIプロセス数を入力します。
Basic▶  
calculation 計算の種類を選択します。
Use nbnd バンド数を指定します。チェックを入れない場合は自動で設定されます。括弧内に選択されたは擬ポテンシャルを使用したときの価電子数が表示される。価電子数の自動計算に失敗した場合はN/Aと表示される。
K_POINTS K点の指定方法をプルダウンから選び、下のテキストボックスにQEの書式でK点を指定します。
gammaの場合はΓ点のみで計算されます。
automaticの場合は「(kx方向の分割数) (ky方向の分割数) (kz方向の分割数) (kx方向のシフトフラグ) (ky方向のシフトフラグ) (kz方向のシフトフラグ)」(スペース区切り)を入力します。シフトフラグは0のときにシフトなし(k点がΓ点を含む)、1のときにシフトあり(k点がΓ点を跨ぐ)となります。
その他詳細はpw.xのマニュアルまたはQEインストールフォルダ以下のdoc/brillouin_zones.pdfをご参照ください。
Set default k-path メインウインドウに表示されている結晶について検出されたブラベー格子(ibrav)のデフォルトのk点パスをUserPref/kpath_default.txtから取得して設定します。
nosym 空間対称性の利用の有無を指定します。
noinv 時間反転対称性の利用の有無を指定します。
Automatically convert to primitive cell チェックが入っている場合 : Quantum Espresso実行時に次の1~3の処理を自動的に行います。
1. コンベンショナルセルの形状等の構造情報を分析し、14種類のブラベ格子に分類。
2. コンベンショナルセル -> プリミティブセルへの座標変換。
3.ibrav, celldm等の入力情報の作成。
チェックが入っていない場合 : デフォルトの設定はibrav=0となり、構造の自動変換は行われません。ibravの設定を変更したい場合、手動でテキストを変更して下さい。
tot_charge シミュレーションセル内の系全体の電荷を指定します。
occupations 金属の場合はsmearing, DOS計算の場合はtetrahedronを指定します。
nstep 構造最適化(relax)計算の最大ステップ数およびMD計算のステップ数を指定します。
cell_dynamics シミュレーションセルを変化させるアルゴリズムを指定します。
ion_dynamics イオン(原子核)位置を変化させるアルゴリズムを指定します。
electron_dynamics Car-Parrinello MD使用時のKS軌道を変化させるアルゴリズムを指定します。
atomic_position unit ATOMIC_POSITIONSおよびCELL_PARAMETERSの単位を指定します。
Advance▶  
 ecutwfc 波動関数の計算時の平面波のカットオフエネルギーを指定します。
 ecutrho 電子密度およびポテンシャル計算時の平面波のカットオフエネルギーを指定します。
 conv_thr SCF計算時のエネルギーの許容誤差を指定します。
 etot_conv_thr 構造最適化(relax)計算時のエネルギーの許容誤差を指定します。
 forc_conv_thr 構造最適化(relax)計算時の力の許容誤差を指定します。
 electron_maxstep SCF計算の最大反復数を指定します。
 diagonalozation 対角化アルゴリズムを指定します。
smearing 占有平滑化(smearing)の方法を指定します。
degauss 占有平滑化のパラメータを指定します。
mixing_beta SCF計算における新旧のKS軌道の混合比を指定します。1に近いほど予測値の割合が大きくなります。
mixing_mode 新旧のKS軌道の混合アルゴリズムを指定します。
cell_dofree シミュレーションセルを動かす際の自由度(方向)を指定します。
vdw_corr ファンデルワールス(分散)力の補正方法を指定します。
Use cell_factor 擬ポテンシャルテーブルの構築パラメータを明示的に指定します。vc-relax(セルサイズの変化を伴う構造最適化計算)の際に大きい値を設定した方がいい場合があります。
Spin/DFT+U▶  
nspin スピン分極計算の設定をします。
Use tot_magnetization チェックを入れた場合は、ここで系全体の磁化を指定します。チェックしない場合はstarting_magnetizationを指定します。
starting_magnetization 各原子種の磁化の初期値を与えます。
lda_plus_u LDA+U計算を実行します。
Hubbard_U/alpha 各原子種のHubbardのUおよびalphaパラメータを指定します。
Phonon▶  
Run Phonon Calculation as Postprocess フォノン計算を実行します。
具体的には、pw.xを実行した後にph.xを実行します。
この項目を有効にするためには、CalculationにSCFまたはrelaxを選ぶ必要があります。
ph.xなどの入出力ファイルは作業ディレクトリ内に作成されます。
Threshold フォノン計算の打ち切り誤差を指定します。
Calc Macroscopic Dielectric Constant フォノン計算から得られる誘電率を計算します。
Calc Non-resonant Raman Ramanスペクトルの計算を含めます。
Acoustic Sum Rule フォノン計算後のスペクトル算出時(dynmat.x)のAcoustic Sum Ruleの与え方を指定します。フォノン計算そのものには影響を与えません。
Calc Phonon Dispersion フォノン分散を計算します。フォノンバンド構造、フォノン状態密度を取得するためにはこれを指定する必要があります。
K Points (Dispersion) フォノン分散の計算時のK点の数を指定します。
Dynamics▶  
Simulation Package MD計算に使用する計算パッケージを指定します。cp.xの場合はCPMD法を使います。
dt MD計算の時間刻みをatomic unitで指定します。
tempw MD計算で温度制御を指定した際の目標温度を指定します。
press MD計算で圧力制御を指定した際の目標圧力を指定します。
ion_temperature MD計算のイオン(原子核)の温度制御方法を指定します。
ion_velocities MD計算のイオンの初速度を指定します。
tolp 温度制御時の温度の許容値を指定します。
pot_extrapolation Born-Oppenheimer MD使用時のポテンシャルの外挿方法を指定します。
wfc_extrapolation Born-Oppenheimer MD使用時の波動関数の外挿方法を指定します。
electron_velocities Car-Parrinello MD使用時の電子の初速度を指定します。
emass Car-Parrinello MD使用時の電子の仮想質量を指定します。
emass_cutoff Car-Parrinello MD計算時の電子の仮想質量のカットオフ値を指定します。
orthogonalization 行列計算(正規直交化)の方法を指定します。
ESM▶  
assume_isolated=esm ESM(Effective Screening Medium, 有効遮蔽媒質)法を使用する場合はチェックを入れます。
esm_bc ESM法で使われる境界条件の種類を指定します。
esm_efield 電場を指定します。
lfcpopt 化学ポテンシャル一定(constant mu)計算を実施します。初期の系全体の電荷はBasicタブのtot_chargeで指定されます。
fcp_mu 化学ポテンシャル一定計算でのフェルミエネルギーの目標値を設定します。
Enter Relative Potential... Target Fermi Energyの入力をサポートします。
まず、電圧0での計算のログファイルを指定し、電圧0でのフェルミエネルギーを取得します。
次に、印加電圧を入力します。
これら2つの情報から、Target Fermi Energyを算出します。
Options▶  
Verbosity QEが出力する情報量を指定します。
Make a Backup of Working Directory Output DirectoryがCreateの際に、作成される_qe_dataフォルダが既に存在する場合、フォルダ名末尾に数字を付加して既に存在するフォルダをバックアップします。
Generate Simulation Cell メイン画面にシミュレーションセルが定義されていない場合、自動的にシミュレーションセルを生成します。
Dump all files for remote Linux環境でのジョブ実行に必要なファイルを出力します。リモートジョブ投入機能で生成されるファイルと同じファイルが出力されます。
Edit k-path file ibrav(ブラべ格子)の種類ごとにデフォルトで指定するk点パスを記述する設定ファイル(UserPref/kpath_default.txt)を開きます。UserPref/kpath_default.txtが存在しない場合はwmx/kpath_default.txtからコピーされます。
Properties▶  
Calculate these properties after pw.x pw.x実行直後に実行されるポスト処理を選択します。ここで選択した処理の各種パラメータは右のParameter/Value欄にて指定します。
Attributes▶  
Mass▶ 各元素の質量を指定します。
 Default 標準的な質量を設定します。
 Light 全元素の質量を1に設定します。イオンの構造緩和の促進などの目的で使われます。
 Manual 下のリスト内で、各元素に対し、ユーザーが個別に質量を設定します。
Pseudo Potential 系内の全元素に共通して存在する種類の擬ポテンシャルをプルダウンで選択できます。
(Manual)を選んだ場合は、下のリスト内で、各元素に対し、ユーザーが個別に擬ポテンシャルを設定します。
擬ポテンシャルファイルは、pseudo Directoryで指定したフォルダの中から検索されます。
UserPref/qe_pseudo_priority_list.txtの先頭に書かれたものが優先的に選択されます。
Reload pseudo Files pseudo Directoryで指定したフォルダに配置された擬ポテンシャルファイルを再度読み込みます。
pseudo Directory 擬ポテンシャルファイルを配置するフォルダを指定します。
「pseudo in QE's directory」の場合は、QEのインストールディレクトリ以下のpseudoフォルダを用います。
「(select...)」の場合は、ダイアログで選択したディレクトリを用います。
Open pseudo Directory... pseudo Directoryで指定したフォルダを開きます。
Edit pseudo priority list UserPref/qe_pseudo_priority.txtを開きます。存在しない場合はwmx/qe_pseudo_priority.txtからコピーされます。

15.2. Quantum ESPRESSO実行

 QEのpw.xまたはcp.x(Car-Parrinelloを選択したときのみ)を実行します。
QEのインストール方法はQuantum ESPRESSOインストールマニュアルに書かれています。
設定ファイルをaaa.pwinで保存した場合、以下のように実行されます。
・QE起動用のシェルスクリプトaaa.bat作成
・作業フォルダaaa_qe_data作成
・スクリプト実行
・標準出力は入力ファイルと同じフォルダのaaa.pwoutファイルにリダイレクト
・ポスト処理は以下のように作業フォルダ内で実行されます。
 ポスト処理でBands計算を実行する場合は、pw_bands.inを入力ファイルとしてpw.xを実行し(出力はpw_bands.out)、bands.inを入力ファイルとしてbands.xを実行します(出力はbands.out)。
 ポスト処理でDOS計算を実行する場合は、pw_dos.inを入力ファイルとしてpw.xを実行し(出力はpw_dos.out)、dos.inを入力ファイルとしてdos.xを実行します(出力はdos.out)。
 ポスト処理でフォノン計算を実行する場合は、ph.inを入力ファイルとしてph.xを実行し(出力はph.out)、dmat.inを入力ファイルとしてdynmat.xを実行し(出力はdmat.out)、q2r.inを入力ファイルとしてq2r.xを実行します(q2r.out)。

15.3. Quantum ESPRESSOインポート

15.3.1. アニメーション(pwout)

 Quantum ESPRESSOの出力ファイル(.pwout)を読み込んで、構造最適化過程のエネルギー変化とアニメーションを表示します。
※アニメーションの表示メニューについては、MOPAC Animation の項を参照してください。

15.3.2. 電子密度

 Quantum ESPRESSOの出力フォルダを指定し、等電子密度面を表示します。バックグラウンドではpp.xが流れ、cubeファイルが生成されます。
※ 等電子密度面の表示メニューについては、MOPAC MO Plot の項を参照してください。

15.3.3. Lowdin電荷

 Quantum ESPRESSOの出力フォルダを指定し、点電荷を算出・表示します。
バックグラウンドでprojwfc.xが流れます。

15.3.4. ポテンシャルエネルギー分布

 Quantum ESPRESSOの出力フォルダとSCF計算のログを指定し、z軸方向のポテンシャルエネルギー分布を表示します。
SCF計算のログからはフェルミエネルギーを取得します。
フェルミエネルギーとポテンシャルエネルギー分布の最大値の差を、仕事関数の推定値として表示します。
バックグラウンドでpp.xとaverage.xが流れます。
「Draw」ボタンをクリックすると処理が開始されグラフが出現します。

15.3.5. バンド構造

 Quantum ESPRESSOの出力フォルダとSCF計算のログを指定し、バンド構造を表示します。
事前に「Quantum ESPRESSOキーワード設定」において、「Calculation」に「Bands」を指定した計算が終了している必要があります。
SCF計算のログからはフェルミエネルギーを取得します。
バックグラウンドでbands.xが流れます。
「Draw」ボタンをクリックすると処理が開始されグラフが出現します。

15.3.6. 状態密度

 Quantum ESPRESSOの出力フォルダとSCF計算のログを指定し、状態密度を表示します。
SCF計算のログからはフェルミエネルギーを取得します。
バックグラウンドでdos.xが流れます。
「Draw」ボタンをクリックすると処理が開始されグラフが出現します。

15.3.7. 部分状態密度

 Quantum ESPRESSOの出力フォルダとSCF計算のログを指定し、部分状態密度を表示します。
SCF計算のログからはフェルミエネルギーを取得します。
バックグラウンドでprojwfc.xが流れます。
「Draw」ボタンをクリックすると処理が開始されグラフが出現します。

15.3.8. フェルミ面

 SCF計算とbands計算のログを指定し、フェルミ面を表示します。
フェルミ面の表示にはFermiSurferを使用します。
# of K Pointsにbands計算時のk点分割数を指定し、Calcボタンを押すとフェルミ面が表示されます。

15.3.9. IR, Raman

 フォノン計算実施後のQuantum ESPRESSOの出力フォルダとSCF計算のログを指定し、IRおよびRamanスペクトルを表示します。
詳細はMOPAC Forceを参照してください。

15.3.10. フォノン分散曲線

 フォノン分散計算実施後のQuantum ESPRESSOの出力フォルダを指定し、フォノン分散曲線を表示します。
 「ASR」では適用するAcoustic Sum Ruleの種類を、「K Points」では取得する分散曲線のパスを指定します。
「K Points」の各行には、x, y, z成分をそれぞれ2pi/aの単位で記述し、その横に次の点までの間の分割数を記述します。(合計4カラムをスペース区切りで入力)
「Draw」ボタンをクリックすると処理が開始されグラフが出現します。

15.3.11. フォノン状態密度

 フォノン分散計算実施後のQuantum ESPRESSOの出力フォルダを指定し、フォノン状態密度(DOS)を表示します。
 「ASR」では適用するAcoustic Sum Ruleの種類を、「K Points」ではフォノンDOS計算時のK点の分割数を指定します。
「Draw」ボタンをクリックすると処理が開始されグラフが出現します。

15.3.12. 誘電関数

 誘電関数計算実施後のQuantum ESPRESSOの出力フォルダを指定し、誘電関数を表示します。
 「Direction」では取得する誘電関数の方向を指定します。
「Draw」ボタンをクリックすると処理が開始されグラフが出現します。

15.3.13. 差密度/差エネルギー分布

 2つの異なるシミュレーションから得られたesm1ファイルを用いて、z方向の電子密度とポテンシャルエネルギーの分布の差をプロットします。
 esm1ファイルは、ESM法を使用した際に出力されます。

15.3.14. アニメーション(pos)

 Quantum ESPRESSOの出力ファイル(.pos)を読み込んで、MD計算中のアニメーションを表示します。
※ メニューについては、MOPAC Animation の項を参照してください。

15.3.15. エネルギー変化(evp)

 Quantum ESPRESSOの出力ファイル(.evp)を読み込んで、MD計算中の各種エネルギーのグラフを表示します。

16. Fragment ER

 Fragment ER画面を表示します。
 Fragment ERではNAMDのMD計算結果から結合自由エネルギーを計算します。

16.1. Fragment ER画面

[Solution] [...]ボタンをクリックして溶液系のPDBファイルを指定します。
複数のリガンド分子が存在する場合は、リガンド分子を指定します。
ビューにリガンド分子表示されます。
[Set Core] 初期リガンドからフラグメント部分の原子をクリックで指定し、[Set Core]ボタンをクリックすると、残りの部分を母核として設定します。
[Add] 新規フラグメントをコンボボックスで選択してから、[Add]ボタンをクリックすると、新規フラグメントを母核に付加したリガンドを最終リガンドリストに追加します。
[Configure] Fragment ER設定画面を表示します。
[Check] 各種リガンドの母核部分の原子タイプが一致しているかチェックします。
同時にリガンドの力場も生成します。
[Setup] NAMDの入力ファイル(PDB,PSFファイル)を生成します。
[Close] Fragment ER画面を閉じます。

16.2. Fragment ERメニュー

[File]▶
[New Project] プロジェクトを初期化します。
[Open Project] プロジェクトを開きます。
[Save Project] プロジェクトを上書き保存します。
[Save Project As] プロジェクトを名前をつけて保存します。
[Close] Fragment ER画面を閉じます。
[MD]▶
[NAMD Keywords Setup] NAMDキーワード設定画面を開きます。
[Run NAMD] NAMDをローカル実行します。
[Run NAMD On Remote Server] NAMDのリモートサーバでの実行のために、リモートジョブ実行画面を開きます。
[Edit .log File] NAMD実行時のログファイルをテキストエディタで開きます。
[Energy Plot] NAMD実行時のログファイルからエネルギー変化のグラフを描画します。
[Import NAMD Trajectory] MDのトラジェクトリを開きます。
[Clear NAMD Output Files] NAMD実行でできた出力ファイルを削除します。
RunNAMD.bat, RunNAMD.log, 各種dcd, log, coor, namd, vel, xsc, xstファイル等を削除します。
[Analysis]▶
[Calculate Free Energy] 自由エネルギーを計算します。
[Edit .log File] 自由エネルギー計算時のログファイルをテキストエディタで開きます。
[Import Result] 自由エネルギー計算結果をインポートして表示します。
[Clear Analysis Output Files] 自由エネルギー計算でできた出力ファイルを削除します。
FreeEnergy.sh, FreeEnergy.log, calc_PdP_kai2.out, parameters_feファイル, refs, solnフォルダ等を削除します。
[Tools]▶
[Preference] 環境設定画面を表示します。

17.3. Fragment ER 設定画面

 Fragment ERの計算の設定をします。
 設定内容はプロジェクトファイルに記録されます。

[Solvation]▶
[Drop water and solvate for In-protein] In-protein系の計算で水分子を再配置するか設定します。
これを行わない場合ははじめに読み込んだ溶液系の水分子が溶媒として使用されます。
これを行わない場合は周期境界セルが設定されている必要があります。
[Drop water and solvate for In-aqua] In-aqua系の計算で水分子を再配置するか設定します。
これを行わない場合ははじめに読み込んだ溶液系の水分子が溶媒として使用されます。
これを行わない場合は周期境界セルが設定されている必要があります。
[Distance from solute to cell boundary] 溶質から周期境界セルまでの距離を指定します。
[Forcefield for Ligands] リガンドに使用する力場の種類を選択します。
[N-terminal modification] タンパクのN末端修飾を指定します。
[C-terminal modification] タンパクのC末端修飾を指定します。
[Import trajectory Interval] トラジェクトリのインポート時にどのくらいの頻度で間引くか指定します。
[ERmod]▶
[# of bins for binding energy] 結合エネルギーの分割数を指定します。
[# of insersions for solute (maxins)] ermod実行時のmaxinsを指定します。
[# of division of the simulation (engdiv)] ermod実行時のengdivを指定します。
[# of OpenMP threads (for local run)] ermodローカル実行時のOpenMPスレッド数を指定します。
[# of MPI processes (for remote run)] ermodリモート実行時のMPIプロセス数を指定します。
[OK] 設定を保存して画面を閉じます。
[Cancel] 設定を保存せず画面を閉じます。

17.4. NAMDキーワード設定画面

 NAMDによるMD計算の設定をします。
 設定内容はプロジェクトファイルに記録されます。
 チェックボックスで計算する系を選択します。

[Conf]▶ 各系のNAMD計算に入力ファイルの設定をします。
[namdcd] トラジェクトリの出力間隔を指定します。
[numlog] ログファイルの出力間隔を指定します。
[temperature] 温度を指定します。
In-proteinの平衡化計算では段階昇温のはじめの段階の温度になります。
[timestep] MDの1ステップの時間刻みを指定します。
[numstep] MDのステップ数を指定します。
[Number of Therad] NAMD実行時のスレッド数を指定します。
[Generate Conf Files] 入力ファイル(namdファイル)を出力します。
[Run] 入力ファイルを出力してNAMDをローカル実行します。
[Close] NAMDキーワード設定画面を閉じます。
[Load Default] デフォルト設定条件を読み込みます。
[Save Default] 現在の設定条件をデフォルト設定として保存します。
[Reset Default] デフォルト設定条件を初期状態に戻します。

17.5. 結果表示画面

 Sumarryに結果の要約が表示されます。
 エネルギー分布関数のグラフが表示されます。
 どの系を表示するか選択することができます。

[log] ログファイルをテキストエディタで開きます。
[Excel] グラフ表示されているデータをCSVファイルに保存し、アプリケーションで開きます。
[Close] 結果表示画面を閉じます。

17.6. 環境設定画面

[NAMD Path] NAMD実行ファイルのパスを設定します。
[Protein Topology Path] タンパクのトポロジーファイルを指定します。
[Protein parameter Path] タンパクのパラメータファイルを指定します。

17. FDMNES

17.1. FDMNESキーワード設定

 FDMNESによる計算を実行するためのデータファイルに記述されるキーワードを設定します。
各項目を選択して指定し、[Set]ボタンをクリックします。

Target Atom XAFSスペクトルの測定対象の原子(Absorber)を指定します。
Winmostarメイン画面で原子をクリックして選択し、FDMNES Setup画面の[Set Atom]ボタンを押すことで設定します。
Edge 取得したいXAFSスペクトルの電子殻を選択します。
Range 取得したいXAFSスペクトルの範囲を指定します。
Cluster Radius FDMNES内部にてシミュレーションセル(スーパーセル)を展開して作成されるクラスタの半径を指定します。
この値が大きいほどバルクの状態に近づきますが、処理速度は低下します。
Method 計算手法を選択します。
Convolution ローレンツ関数で畳み込みブロードニングしたスペクトルを取得します。
Calc LDOS 局所状態密度(LDOS)を、ファイル名末尾が_sd*.txtとなっているファイルの中に出力します。
Definition for Energy XAFSスペクトルを表示する際の横軸(エネルギー)の定義を指定します。

17.2. FDMNES実行

 FDMNESを実行します。
FDMNESのインストール方法はFDMNESインストールマニュアルに書かれています。
設定ファイルをaaa.fdmnesで保存した場合、以下のように実行されます。
・FDMNES起動用のシェルスクリプトaaa.bat作成
・スクリプト実行
・標準出力は入力ファイルと同じフォルダのaaa.fdmnes.logファイルにリダイレクト
・その他、aaa_bav.txt, aaa_conv.txt, aaa_sd*.txtなどのファイルがFDMNESから出力

17.3. XAFSスペクトル

 FDMNESの出力ファイルを読み込み、XAFSスペクトルのグラフを表示します。

18. リモートジョブ投入

  リモートUNIXサーバ上のプログラムによる計算ジョブを実行するための設定をします。

profile▶

登録されているプロフィールから設定を選択します。

 New 新しいプロフィールを登録する際に用います。
 Copy Profile欄に表示されているプロフィールをコピーします。
 Rename プロフィールの名前を変更します。OKをクリックすると確定します。
 Delete Profile欄に表示されているプロフィールを削除します。
Hostname リモートサーバのホスト名またはIPアドレスを指定します。
LoginID リモートサーバへのログインID(ユーザ名)を指定します。
Passwd ログインIDのパスワードを指定します。[View]をクリックするとパスワードの非表示が解除されます。
Program リモートサーバ上で計算実行するプログラムを指定します。
プルダウンから選択した場合はデフォルトのシェルスクリプトが使用されます。
シェルスクリプトをカスタマイズしたい場合は、プルダウンから選んだソルバの名前の末尾に「.txt」から始まる文字列を入力すると、Winmostarインストールフォルダの下のUserPrefの下にある同名のファイルがシェルスクリプトのひな形として使われます。
(例えばg09を使う場合は、「g09.txt001」などとする)
UserPrefの下に同名のファイルが存在しない場合は、ファイル転送時に自動生成されるか、Program欄右に表示される[Edit]ボタンを押した場合に生成されます。
ひな形のスクリプトは、ファイル転送時に、エイリアス文字列(「$1」や「%WM_NUM_PROC%」など)がその時の計算条件に適合するように変換されたうえで、リモートサーバに転送されます。
Method ジョブ投入コマンド(qsubなど)の後ろに与える引数を設定します。
Queue 接続するリモートサーバ上で稼働しているキューイングシステム(ジョブ管理システム)の種類を選択します。
Timeout リモートサーバからの応答が無い際に、接続を自動的に切断する時間[単位:秒]を指定します。
Port 接続に用いられるポート番号を指定します。
Key 必要に応じてSSHキーを設定します。
LocalID Windowsのアカウント名が表示されます
IDdir リモートの作業ディレクトリに使用されるディレクトリ名です。Windowsのアカウント名が自動設定されます。日本語の場合は16進数テキストに変換されます。
RemoteDir リモートサーバの作業ディレクトリを指定します。空の場合はホームディレクトリからIDdir/プログラム名/ファイル名が作業ディレクトリになります。
'/work/dir'のようにシングルクォーテーションでくくると、指定したディレクトリからIDdir/プログラム名/ファイル名を作成します。
また、''/work/dir''のようにシングルクォーテーションを2個づつで囲むと、IDdirは作成されません。
Admin. mode [ON] ルート権限でリモートサーバにアクセスする際に使用します
Advance リモートサーバ上の各種のUNIXコマンドを使用できるようになります。
Server [SET]でスケジューラの設定ができるようになります。通常は[OFF]にしておくことで、誤って設定を変えてしまう恐れがなくなります。
各種 unixコマンド [stat-a], [sendsub], [ls], ... など 利用できるコマンドは、選択した Queue により変化します。詳しくは各キューイングシステム毎のマニュアルまたは本表の下を参照してください。
clear このウインドウの下部に表示されているログをクリアします。
Quit このウィンドウを閉じます。

LSFの設定

  1. [bjobs] や [lsload] でホストマシンの状況を確認する。
  2. [sendsub] で linux 機にファイルを転送してから、[bsub] コマンドを実行する。
  3. [ls] で出力ファイルの存在を確認する。 [bjobs] 等で実行状況を確認する。
  4. 出力ファイルが確認できたら[get]する。途中結果を[get]することもできる。
  5. ジョブのキャンセルは、横の窓に番号を入れて [bkill] を押す。

SGEの設定

  1. [host-q] や [qhost] でマシンの状況を確認する。
  2. [sendsub] で linux 機にデータが転送されて、ジョブが起動される。
  3. [ls] で出力ファイルの存在を確認する。[stat-a] 等で実行状況を確認する。
  4. 出力ファイルが確認できたら、[get] する。途中結果を [get]す ることもできる。
  5. ジョブのキャンセルは、[qdel] の横の窓に [stat-a] で確認したジョブ番号を入れて [qdel] を押す。

19. 点群解析

 モデリングした分子の点群対称性を判定します。
 (金属を含まない有機分子であれば、一度クリーンを行った構造の方が点群解析が成功しやすくなります。)

点群解析の開始と可視化方法
[Analyze] 点群解析を開始します。
[Accuracy] 点群解析の解析精度を指定します。精度を上げると対称性の判定が厳しくなり、下げると判定が甘くなります。
[Shoenflies] 分子の対称性をShoenflies記号で表示します。
[i] 点対称要素がリスト表示されます。
[Cn Axis] 回転対称要素がリスト表示されます。
[Sn Axis] 回映対称要素がリスト表示されます。
[Mirror] 鏡映対称要素がリスト表示されます。
[Select] リストされている全て対称要素が選択されグラフィック画面に表示されます。
[Deselect] リストされている全て対称要素の選択が解除されグラフィック画面で非表示になります。
[Select All] 全ての対称要素が選択されグラフィック画面に表示されます。
[Deselect All] 全て対称要素の選択が解除されグラフィック画面で非表示になります。

 点群解析終了後、以下の機能が使用できるようになります。
 (C1以外の点群対称性だった場合に限ります。)

対称化と「非対称単位⇔対称単位」切り替え機能
[Symmetrize] 予測された点群情報に基づき、構造の歪み(完全な対称構造からのずれ)を解消します。
[Show] Symmetric Unitにチェックが入っていると対称単位を表示します。
Asymmetric Unitにチェックが入っていると非対称単位のみを表示します。
(非対称単位だけが表示された状態でGAMESSキーワード設定に進むと点群情報を引き継いでインプットを作成できます。)
右下のテキストエリア 分子の座標情報をXYZ形式で表示します。




..........End of Manual.