Winmostar(TM) ユーザーマニュアル

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Winmostar
  for Windows

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1.はじめに

 Winmostarは分子のモデリングから分子軌道計算、計算結果の表示までをWindows上で実現するソフトウェアです。
 最大原子数:分子のモデリングについては100,000原子まで確認済です。
 本操作メニュー解説では、メニューの各項目を説明します。

2.インストール/アンインストール

2.1 インストール

 ダウンロードしたexeファイルを実行すると解凍されます。c:\winmos8がデフォルトのインストールフォルダになります。
 [スタート]メニューとデスクトップに Winmostar アイコンが自動的に追加されます。
 実行ファイルはwinmostar.exeです。
 HDDにインストールしなくても、USBメモリから実行することも可能です。

2.2 バージョンアップ

 インストールと同じ方法でバージョンアップできます。Winmostarを起動した状態では、エラーになります。

2.3 アンインストール

 インストールされているフォルダとショートカットの削除だけでアンインストールできます。

3.使用方法

3.1. 起動方法

 デスクトップのショートカットをダブルクリック、または[スタート]→「(すべての)プログラム」→「Winmostar」で起動します。

3.2. コマンドでの起動方法

 コマンドプロンプトから起動オプションをつけて起動することもできます。起動オプションに入力ファイル名と実行プログラムを指定できます。実行プログラムには、以下があります。

MOPACの実行 -mopac1, -mopac2, -mopac3
分子表面積・体積 -molsv
アスペクト比 -aspect
出力ファイル形式(dat,gjf,mol,pdb等) -o (output filename)

   例)"C:\winmos8\winmostar.exe" "C:\winmos8\samples\dbt.dat" -mopac1
     "C:\winmos8\winmostar.exe" "C:\winmos8\samples\dbt.dat" -molsv 1 2.0 0.02
     "C:\winmos8\winmostar.exe" "C:\winmos8\samples\dbt.dat" -o pdb
     "C:\winmos8\winmostar.exe" "C:\winmos8\samples\dbt.dat" -o gjf adjust hadd clean

 実行プログラムを指定した時は実行後にWinmostarを終了しますので、DOSのBATファイルに書いて、MOPAC等を連続的に実行することができます。
 -o 出力ファイル形式の後に、adjust(座標調整),hadd(水素付加),hdel(水素削除),clean(クリーン)が指定できます。
 wmjobs.batに使用例があります。
 GaussianとGAMESSの連続実行は、この方法ではなく[その他]/[連続実行]で行います。

3.3 マウスの使い方

キーボード 左クリック 左ドラッグ 右クリック 右ドラッグ(上下)
ホイール
なし 選択 回転 選択+部品置換 拡大・縮小
Shift 1分子を複数選択/
複数選択解除
視点移動 原子削除
Ctrl 複数選択/
複数選択解除
複数矩形選択

4. 操作メニュー

4.1. [ファイル]

[ファイル]
[新規] Ctrl+N 画面を初期化します。
[開く] Ctrl+O ファイルから原子座標を読込みます。各種ソフトのフォーマットに対応しています。
[最近使ったファイル]▶ ファイル名を選択して最近使ったファイルを開きます。
[履歴をクリア] 最近使ったファイルの履歴を空にします。
[再度読み込み] Shift+Ctrl+R 現在開かれているファイルを再度読み込みます。テキストエディタ等で座標ファイルを直接変更した際などに利用します。
[追加読み込み] Shift+Ctrl+R 現在編集中のモデルに追加して別のファイルを読み込みます。ファイル名は変わりません。
[上書き保存] Ctrl+S 編集中の分子を保存します。
[名前を付けて保存] Shift+Ctrl+S 別名で分子を保存します。
[インポート]▶ 計算結果ファイルや特殊な形式のファイルを読み込みます。計算結果ファイルに関しては、[QM]メニュー以下のものと同じです。
[SMILES] [Import SMILES]ウインドウが開き、テキストボックスにSMILES形式の文字列を入力し、[Convert]を押すと、分子構造を生成します。その際に、内部的にはBolloonによる配座探索も実行されます。
[MOPAC]

MO (mgf)
Charge,Dipole (arc)
Animation(arc)
IRC,STEP(out)
Force(out)

[GAMESS] Animation
MO,UV,Charge,Dipole,NMR
Hessian,Raman
$VEC from punch
$HESS from punch
[Gaussian] Animation
Anim_Opt(IRC,modred)
MO,UV,Charge,Dipole,NMR
Freq
Archive
Fchk(CubeGen)
Cube
[NWChem] Animation (Optimization)
Animation (NEB/String)
MO,UV,Charge,Dipole,NMR
Frequencies,Raman
[エクスポート]▶ 計算結果ファイルや特殊な形式のファイルを出力します。
[SMILES] 画面に出ている分子をSMILES形式の文字列で出力します。
画面に複数分子出ている場合は使用できません。
OpenBabelがインストールされたCygwinにパスが通っている必要があります。
[構造式] 画面に出ている分子の構造式の画像をSVG形式の文字列で出力します。
画面に複数分子出ている場合は使用できません。
OpenBabelがインストールされたCygwinにパスが通っている必要があります。
[画像] メイン画面をBMPまたはJPG形式で出力します。
[VRML] VRMLで出力します。(VRMLビューアがインストールされている必要があります)
[CHARMM crd File] CHARMMのcrd形式で座標を出力します。
[エディタ起動] 表示分子の元のファイルをエディタで開きます。
[フォルダを開く] 表示分子の元のファイルのあるディレクトリをWindowsエクスプローラで開きます。
[XYZ形式で保存] MOPAC形式の保存時にXYZ形式で保存します。
[マイプロファイル]▶
[読み込み] 保存してあるプロファイルをロードして適用します。
[保存] プロファイルを保存します。
[デフォルトに戻す] デフォルトのプロファイルを適用します。
[ショートカット作成] winmostar.exeのショートカットをデスクトップに作成します。
[終了] Winmostarを終了します。

4.2. [編集]

[編集]
 分子の編集は、多くの場合、選択原子(太線の赤丸で表示)と前選択原子(細線の赤丸で表示)、あるいは複数選択原子(青丸で表示)に対して行う操作が基本になります。 選択原子は、分子表示画面上の原子をクリックするか、Z-Matrix(XYZ)表示画面上の行をクリックすることで変更できます。
 前選択原子とは一つ前の段階の選択原子です。
 複数選択原子はCtrlキーを押しながらクリック(1原子選択)、Shiftキーを押しながらクリック(1分子選択)、Ctrlキーを押しながらドラッグ(矩形領域を選択)することで2つ以上の原子を同時に選択できます。
例えば、原子を削除するには、まず削除したい原子をクリックして選択しておき、プルダウンメニューの編集/原子削除(または[Del]ボタン)で行います。
 部分移動・回転・複製・削除等は、複数選択されている原子グループ(青丸で表示)、あるいは前選択原子を境に選択原子側にある原子グループをまとめて操作します。
 原子間距離が共有結合半径の和*1.15(デフォルト値)より小さい場合に結合を表示します。 部分移動・回転・削除をするために結合を変更したい場合は、[結合付加]と[結合削除]で変更できます。
 原子追加、原子移動、部分回転等の操作を途中でキャンセルするには、プルダウンメニューのチェックをはずすかEscキーを押します。
 [部品置換]は下の方法でもできますが、原子を右クリックすることでも部品ウィンドウの部品で置換されます。 [原子削除]は、Shiftキー+マウス右クリックでも同様な操作になります。
[元に戻す] 分子の編集操作を元に戻します。50回まで可能です。
[やり直し] 元に戻した操作をやり直します。50回まで可能です。
[テキストを戻す] メイン画面右のキーワード入力部分で編集した内容をもとに戻します。
[直接編集] 座標データをエディタで直接編集します。
[原子]▶
[原子追加] F4 原子を追加します。[Add]ボタンと同じです。
[原子移動] F5 マウスをドラッグすることにより選択した原子を移動します。
[原子削除] Shift+F4 選択した原子を削除します。複数選択されていない場合の[Del]ボタンと同じです。
[元素変更] Shift+F5 選択した原子の元素名を変更します。[Chg]ボタンと同じです。
[最適化フラグ変更] Shift+F5 選択した原子の最適化フラグを変更します。[Solver]で[General]が選択されている場合は、X,Y,Zそれぞれに選択したフラグがそのまま設定されます。具体的なソルバー名が選択されている場合は、それぞれ該当するフラグが設定されます。(ただし、OpenMXの場合は、メインウインドウ上で0と表示されていたら入力ファイルに1, 1と表示されていたら0と出力されます。)
[結合]▶
[結合付加] F7 前選択原子と選択原子の間に結合を追加します。
[結合削除] F8 前選択原子と選択原子の間の結合を削除します。
[結合再生成] 全原子の結合を再生成してから再描画します。
[芳香環を単結合+2重結合に変換] 芳香環結合を単結合と二重結合の組み合わせに変更します。
[水素付加]▶ 水素を付加します。
[座標調整] ChemDrawのMol形式読込み等で結合距離が異常な場合、水素付加前に結合距離を調整することが出来ます。
[全原子] Ctrl+H 全原子に水素を自動的に付加します。
[1原子] 選択原子に水素を自動的に付加します。
[1原子(H1)] 選択原子に水素を1個付加します。
[1原子(H2)] 選択原子に水素を2個付加します。
[1原子(H3)] 選択原子に水素を3個付加します。
[pdb2gmxを使用] Gromacsのgmx pdb2gmxコマンドを用いて、タンパク質に対して水素を自動的に付加します。
元となるpdb・groファイルにおいて、アミノ残基の情報を持たない原子がメイン画面上に存在している場合には、処理に失敗します。リガンド、溶媒などのタンパク質以外の分子は、「編集>分子を選択」機能を用いて削除してください。
この機能を利用するにはcygwin_wmがインストールされている必要があります。
処理は現在のファイル名の末尾に「_protonate_tmp」を付加した作業フォルダ内で実施されます。
[OpenBabelを使用] OpenBabelを用いて、画面上の分子に対して水素を自動的に付加します。
主にpdbファイルから切り出したリガンド分子に対し使用します。
pdbファイルからリガンド分子だけを切り出す際には[編集]-[分子種単位で選択]機能を用いて削除してください。
この機能を利用するにはcygwin_wmがインストールされている必要があります。
処理は現在のファイル名の末尾に「_protonate_tmp」を付加した作業フォルダ内で実施されます。
[水素削除] 水素を削除します。
[部分編集]▶ メイン画面上で複数選択(青丸)された部分構造または、前選択原子を境に選択原子側にある部分構造に対し操作します。
[部分回転] Ctrl+R 前選択原子と選択原子を通る軸の周りで、部分構造を回転します。
[結合角変更] Ctrl+A 前選択原子を中心に結合角を変更します。部分構造が画面上の平面で回転するので、分子を回転してから行うと、いろいろな変形ができます。
[部分移動] Ctrl+M 部分構造を移動します。
[部分自由回転] Ctrl+F 部分構造を選択原子を中心に自由回転します。
[部分クリーン] Ctrl+L 部分構造だけを対象に簡易分子力場法で構造最適化を行います。
[部分重心] 部分構造の重心を求めて、その位置にダミー原子を置きます。
[部分配向] 部分構造を特定軸または特定面に対し配向させます。
部分構造は複数選択されていて、2あるいは3つの選択原子は部分構造に含まれている必要があります。
[部分切り取り] Ctrl+X 部分構造をクリップボードに切り取ります。
[部分コピー] Ctrl+C 部分構造をクリップボードにコピーします。
[部分貼り付け] Ctrl+V 部分構造をクリップボードから貼り付けます。
[部分複製] 部分構造を位置と数を指定して複製します。
[部分削除] Ctrl+D 部分構造を削除します。
[部分固定・自由] Ctrl+I 部分構造の最適化指標を変更します。
[変更]▶
[距離] 数値を直接入力して、指定した原子間の距離を変更します。
[角度] 数値を直接入力して、指定した原子間の角度を変更します。
[二面角] 数値を直接入力して、指定した原子間の二面角を変更します。
[環構築] F9 選択した末端二原子間で環を作ります。多環用部品の"-CHCH-"や"-CH-"を自動的に付加します。
[部品]▶
[部品置換] F6 選択した原子を部品コンボボックスの現在の部品で置換します。。"-CHCH-"と"-CH-"は多環構造を作る為の部品で、前選択原子側に炭素原子が近づく構造になります。
[Repl]ボタンと同じです。原子を右クリックすることでも置換されます
[部品登録] 編集中の分子を部品として登録します。結合させる末端原子を選択しておく必要があります。
[部品削除] 現在の部品の登録を削除します。
[番号交換] 選択原子と前選択原子の番号を交換します。
[原子の並び替え] 水素原子が後ろに来るように、原子を並び替えます。
[配向]▶
[設定] 現在の配向を初期配向に設定します。具体的には、今見ているカメラの視線の逆向き方向をZ軸に、カメラの上方向をY軸に、カメラの右方向をX軸として再定義し、分子を回転させます。
[設定(3点)] 事前にクリックして指定した3点で決まる平面を、初期配向に設定します。具体的には、指定した3点で決まる平面の法線方向をZ軸、1番目と2番目に選ばれた原子の方向をX軸として取り直します。
[原点設定] 選択した原子を原点に設定します。
[Z-Matrix]▶
[原子追加] 元素コンボボックスの原子を追加します。原子を置きたい所をクリックした後、結合関係を示す3原子をクリックします。
[ダミー原子追加] ダミー原子を追加します。
[二面角変更] Z-Matrixの2面角を変更します。
[結合関係変更] Z-Matrixの結合関係を変更します。
[原子移動] 1原子を移動することで、Z-Matrixの結合関係にある原子も移動します。
[Z-Matrix再生成] Z-Matrixを再生成します。結合関係も再生成されます。
[クリーン] Ctrl+G 簡易分子力場法で構造最適化を行います。
[座標反転] 座標を反転し、鏡像体に変換します。
[鏡像体生成] 鏡像体を生成します。
[分子種単位で選択] チェックを入れた種類の分子を複数選択します。
選択後、部分削除などの各種操作を適用できます。
例えば、タンパク・リガンド複合体のpdbファイルから、タンパクまたはリガンドのみの構造を抜き出す際に使われます。
[分子種でソート] 分子の種類が一致するものが連続的になるように原子の順番を並べ替えます。
[セルを作成/編集] MDなどで使用するユニットセルを作成及び編集します。
セルのサイズを確認する目的でも使用できます。
セルが存在しない場合は、Createボタンでセルを作成します。
その後、Expandボタンで拡張したり、直接値を編集することができます。
Box Vecors, Lattice Constants, LAMMPS Tilt Factors を選択することで、表記方法を変えることができます。
[周期境界折り返し] 周期境界セルの外に出ている原子を、周期境界を考慮してセル内に戻します。
[表示]-[周期境界折り返し表示]では表示のみが変化し座標の値は変化しませんが、この機能では座標の値が変化します。
「結合を保持しますか?」と聞かれるので、共有結合の情報を保持したい場合(主に分子系)は「はい」、そうでない場合(主に無機系)は「いいえ」を選びます。
[密度を変更] 系を拡大縮小することで密度を変更します。
各原子の座標は、分子の重心について拡大縮小され、分子内での相対位置は変化しません。
[慣性主軸方向に回転] 慣性主軸がX,Y,Z軸と一致するよう系を回転させます。長軸がX軸となります。この機能の利用にはcygwin_wmのインストールが必要です。

4.3. [表示]

[表示]
[全表示] F10 分子表示画面のみをウィンドウ全体に広げます。もう一度選択すると元に戻ります。
[リセット] 視点とズームをWinmostar起動時の状態に戻します。
[センタリング] 視野の中心に分子が来るようにカメラを調節します。
視点移動した際には自動的にチェックが外れます。
[三面図] 三面図表示のON/OFFを切り替えます。
[視点移動] カメラを並行移動させます。
[回転方法]▶ メイン画面上でドラッグした時のカメラの回転方法を選択します。
[自由回転] カメラを自由回転させます。
[X, Y, Z軸回転] カメラをX, YまたはZ軸回りに回転させます。
[視点軸回転] カメラを視点軸回りに回転させます。
[双極子/遷移モーメント]▶
[表示] 双極子/遷移モーメントを表示します。
[スケール] 矢印の長さのスケールを設定します。
[双極子/遷移 選択] 双極子モーメントと遷移モーメントの表示・非表示を変更できます。
[表示選択]▶ 表示のオン・オフを設定します。
[メッシュ] グリッドを表示します。
[番号/電荷] 番号と元素名(あるいは電荷)を表示します。
[電荷表示]▶ 電荷の表示方法を変更します。
    [数値] 数値で表示します。
    [グラフィカル] 青丸と赤丸で表示します。
    [スケール] 青丸と赤丸のスケールを設定します。
[ダミー原子] ダミー原子等も表示します。
[分子情報] 分子に関する情報をウィンドウ内に表示します。
[選択原子マーカー] 選択原子を赤丸のマークで表示します。
[座標軸] 座標軸を表示します。
[多重結合] 多重結合を表示します。
[諧調] カラーリング時の諧調の有無を指定します。
[バックボーン] バックボーン原子のみを表示します。
[セル] セルを表示します。
[棒球表示] 棒球モデルの表示形式を、初期値、スリム、簡易、標準、ワイヤーから選択します。
[拡大・縮小] 拡大または縮小表示します。
[視線変更] X,YまたはZ軸の方向からモデルを表示するよう視点を変更します。
[空間充填モデル] 空間充填モデルを表示します。
[遠近法] 遠近法を使って表示します。
[周期境界折り返し表示]▶
[なし] 折り返し表示を行いません。
[原子] 原子単位で折り返し表示します。
[分子] 分子単位で折り返し表示します。
[3D] OpenGLを用いたビューアを起動します。
[外部ビューア]▶ 各種の外部ビューアを用いて分子を表示します。
[Jmol] Jmolを起動します。
[VRML] VRMLで出力します。(VRMLビューアがインストールされている必要があります)
[Mercury] Mercuryを起動します。読込み中のファイルの拡張子がCIFの時はCIFファイルを読込みます。
[ChemscapeChime] MDL Chimeがインストールされている場合、新しいウィンドウでMDL Chimeを起動します。
[レイトレーシング(POV-Ray)] POV-Rayがインストールされパスが設定されている場合、レイトレーシングによるレンダリングを設定、実行します。
[OpenSCAD] OpenSCADがインストールされパスが設定されている場合、OpenSCADを起動し3Dプリンタ用のデータを出力します。
[画像をコピー] 分子表示画面をクリップボードにコピーします。

4.4. [半経験QM]

[半経験QM]
[MOPAC]▶
[MOPACキーワード設定] MOPACのキーワードを設定するウィンドウを表示します。
[キーワード読込] 保存済みのMOPAC形式データから、キーワード部分をインポートします。
[ジョブマネージャで実行] MOPAC実行時にジョブマネージャを使用するか設定します。
[(1)MOPAC6実行] 現在の分子構造・キーワードでMOPAC6入力ファイルを生成し計算を実行します。 計算後は自動的に[ツール]-[環境設定]で指定したエディタで出力ファイルが開かれます。
[(2)MOPAC7実行] MOPAC7入力ファイルを生成し計算を実行します。 または、[ツール]-[環境設定]の[(2)MOPAC]で指定したプログラムを起動します。
[(3)MOPACX実行] MOPAC入力ファイルを生成し、[ツール]-[環境設定]の[(3)MOPAC]で指定した別バージョンのMOPACを起動します。 (無い場合は無効になります)
[outファイル編集] MOPACの標準出力ファイル(.out)を指定エディタで開きます。
[arcファイル編集] MOPACの出力要約ファイル(.arc)を指定エディタで開きます。
[インポート]▶
 [MO(mgf)] 計算でグラフィック用出力を指定したとき(キーワードGRAPHF)、その出力を読み込んで分子軌道を表示します。3D表示も可能です。
 [Charge,Dipole(arc)] arcファイルを読み込んで、電荷や双極子モーメントを表示します。
 [Animation(arc)] arcファイルを読み込んで、構造表示やアニメーション連続表示を行います。
 [IRC,STEP(out)] IRC計算の構造出力を読み込んで、連続表示を行います。
 [Force(out)] 振動解析結果を読み込んで、赤外線吸収スペクトルと振動の表示を行います。
[CNDO/S]▶
[CNDO/Sキーワード設定] CNDO/S用パラメータを設定します。
[キーワード読込] CNDO/S形式ファイルを読み込んで、キーワード部分をインポートします。
[CNDO/S実行] CNDO/S計算を実行します。

 日本コンピュータ化学会に登録されている旧JCPEのP083(CNDO/S:紫外・可視吸収スペクトル計算) (マニュアル)です。
二つのプログラムを一つにして、Winmostarから起動できるように修正を行い、gfortranでコンパイルしてcndosw.exeを作成しました。

[UV-Visスペクトル] CNDO/S計算結果から紫外・可視スペクトルと分子軌道を表示します。
[lstファイル編集] CNDO/S出力ファイルをエディタで開きます。

4.5. [QM]

[QM]
[リモートジョブ投入] sshによるLinux(UNIX)マシンのリモートジョブ制御を行います。GAMESS,Gaussian,NWChem,Gromacs,LAMMPS,ERmodの実行・制御が可能で、 各種ジョブスケジューラに対応しています。
[GAMESS]▶
[GAMESSキーワード設定] GAMESSのキーワードを設定するウィンドウを表示します。
[キーワード読込] 保存済みのGAMESS形式データから、キーワード部分をインポートします。
[NCPUS] 計算に使用するCPU(コア)の数を指定します。
[NODES(Firefly)] 計算に使用するノードのディレクトリを指定します。
[PDB]▶
 [PDB編集] PDBデータの残基情報等を残したまま、原子削除等の編集を行います。
 [FMOutil] FMOutilを起動します。
[(1)GAMESS実行] 現在の分子構造・キーワードでGAMESS入力ファイルを生成し計算を実行します。
外部基底関数ファイルを使用するには($BASIS EXTFIL=.T.)、basis.libをGAMESSのEXEファイルと同じディレクトリに置きます。 WinGAMESSの場合は、runscript.cshの中でsetenv EXTBAS ../basis.libと指定します。
[(2)GAMESS実行] [ツール]-[環境設定]の[(2)GAMESS]で指定したプログラムを起動します。
[out(log)ファイル編集] GAMESSの標準出力ファイル(.out)を指定エディタで開きます。
[インポート]▶
 [Animation] GAMESSの標準出力ファイル(.out)を読み込んで、最適化過程の座標変化を表示します。
 [MO,UV,Charge,Dipole,NMR] GAMESSの標準出力ファイル(.out)を読み込んで、構造と分子軌道などを表示します。3D表示も可能です。
 [Hessian,Raman] 振動解析結果を読み込んで、赤外・ラマン吸収スペクトル表示と振動の表示ができます。
 [$VEC from punch] $VECをpunchファイルから読み込みます。
 [$HESS from punch] $HESSをpunchファイルから読み込みます。
 [RESP charge from punch] RESP法に基づく点電荷をpunchファイルから算出します。
[Gaussian]▶
[Gaussianキーワード設定] Gaussianのパラメータを設定するウィンドウを表示します。
[キーワード読込] 保存済みのGaussian形式データから、パラメータ部分をインポートします。
[Gaussian実行] 現在の分子構造・キーワードでGaussian入力ファイルを生成し計算を実行します。
[log(out)ファイル編集] Gaussianの出力ファイルを指定エディタで開きます。
[インポート]▶
 [Animation] Gaussianの出力ファイル(.out)を読み込んで、最適化過程の座標変化を表示します。
 [Anim_Opt(IRC,modred)] Gaussianの出力ファイル(.out)を読み込んで、最適化構造を表示します。
 [MO,UV,Charge,Dipole,NMR] Gaussianの出力ファイル(.out)を読み込んで、構造と分子軌道などを表示します。3D表示も可能です。
 [Freq] 振動解析結果を読み込んで、赤外・ラマン吸収スペクトルの表示と振動の表示を行います。
 [Archive] Gaussian出力のアーカイブ部分の高精度座標を読み込みます。
[FormChk] G09W,G03WユーティリティのFormchkを起動し、.chkファイルから書式付の.fchファイルを作成し、表示します。
[Fchkファイル読み込み(CubeGen)] G09W,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。Cubegenがない場合は、Winmostar内臓のOpenCubegenを使います。
[Cubeファイル読み込み] Cube形式ファイルを読込んで表示します。3D表示も可能です。GAMESSのpunファイルの場合は、Cubeファイルに変換します。
[NWChem]▶
[NWChemキーワード設定] NWChemのキーワードを設定するウィンドウを表示します。
[キーワード読込] 保存済みのNWChem形式データから、キーワード部分をインポートします。
[MPI設定] MPIの使用、並列度を指定します。
[NWChem実行] 現在の分子構造・キーワードでNWChem入力ファイルを生成し計算を実行します。
[outファイル編集] NWChemの標準出力ファイル(.out)を指定エディタで開きます。
[インポート]▶
 [Animation (Optimization)] NWChemの標準出力ファイル(.out)を読み込んで、最適化過程の座標変化を表示します。
 [Animation (NEB/String)] NWChemの標準出力ファイル(.out)を読み込んで、NEB/Stringの最適化過程の座標変化を表示します。
 [MO,UV,Charge,Dipole,NMR] NWChemの標準出力ファイル(.out)を読み込んで、構造と分子軌道などを表示します。 3D表示も可能です。
 [Frequencies,Raman] NWChemの標準出力ファイル(.out)を読み込んで、基準振動やラマンスペクトルを表示します。
[PIO]▶
[with Gaussian] GaussianによるPIO (paired interacting orbitals) analysis計算 の設定と実行を行います。
[with GAMESS] GAMESSによるPIO (paired interacting orbitals) analysis計算 の設定と実行を行います。

4.6. [MD]

[MD]
[リモートジョブ投入] [QM]-[リモートジョブ投入]と同じです。
[溶媒を配置/セルを作成] メイン画面に表示された分子の周囲に水あるいはmol2ファイルで保存された溶媒分子を配置します。主に液相の作成に利用します。
[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。
[水をイオンに置換] 水分子を単原子イオンに置換します。主にタンパク質系の電荷を中和するために使用します。
[電荷を割り当て]▶
[Acpypeを使用] Acpypeを使用して画面上の分子(孤立した1分子に限定)に点電荷を割り当てます。
[マニュアル入力] 原子種毎に点電荷の値を割り当てます。主に固体系向けの機能です。
[Gromacs]▶
[キーワード設定] GromacsによるMD計算の設定を行います。
[Gromacs実行] GromacsによるMD計算を行います。
[GROファイル読み込み] Gromacsの出力結果のGROファイル(gmx_tmp_mdrun.gro)を読み込みます。
[トラジェクトリ読み込み] Gromacsの出力結果のTRRファイル(gmx_tmp_mdrun_trr)を読み込み、表示します。
[outファイル編集] Gromacsの出力ファイル(.out)を指定エディタで開きます。
[logファイル編集(mdrun)] Gromacsのmdrunの出力ファイル(.log)を指定エディタで開きます。
[連続ジョブ設定] Gromacsを連続実行するための設定を行います。
[連続ジョブ実行] Gromacsを連続実行します。
[エネルギー変化] Gromacsの出力結果のEDRファイルから各種エネルギーのグラフを表示します。
[動径分布関数] Gromacsの出力結果のTRR,TPR,NDXファイルから動径分布関数のグラフを表示します。
[平均二乗変位] Gromacsの出力結果のTRR,TPR,NDXファイルから平均二乗変位のグラフを表示します。
また、自己拡散係数を計算します。
[散乱関数] Gromacsの出力結果のTRR,TPR,NDXファイルから散乱関数のグラフを表示します。
[速度相関/振動スペクトル] Gromacsの出力結果のTRR,TPR,NDXファイルから速度相関関数および振動スペクトルのグラフを表示します。
[比誘電率] Gromacsの出力結果のTRR,TPR,NDXファイルから比誘電率を計算します。
[粘度] Gromacsの出力結果のTRR,TPR,NDXファイルから粘度を計算します。
[密度分布] Gromacsの出力結果のTRR,TPR,NDXファイルから密度分布を計算します。
[Hildebrand溶解度パラメータ] Gromacsの出力結果からHildebrand溶解度パラメータを算出します。気相と液相それぞれの計算結果が必要です。
[χ/DPDパラメータ] Gromacsの出力結果からχパラメータ・DPD aijパラメータを算出します。2成分の気相と液相それぞれ計算結果が必要です。
[トラジェクトリを編集] Gromacsから出力されたトラジェクトリについて間引き、回転、空間分布関数の算出などの操作を行います。。
[RMSD] Gromacsの出力結果のTRR,TPR,NDXファイルからRMSD(平均二乗偏差)のグラフを表示します。
[回転半径] Gromacsの出力結果のTRR,TPR,NDXファイルから回転半径のグラフを表示します。
[Ramachandoranプロット] Gromacsの出力結果のTRR,TPR,NDXファイルからRamachandoranプロットを表示します。
[ER法実行] エネルギー表示(ER)法に基づき溶媒和自由エネルギーを計算します。
[ER法結果読み込み] [ER法実行]にて処理した結果を表示します。
[BAR法実行] Bennett Acceptance Ratio(BAR)法に基づき溶媒和自由エネルギーを計算します。
[BAR法結果読み込み] [BAR法実行]にて処理した結果を表示します。
[LAMMPS]▶
[キーワード設定] LAMMPSによるMD計算の設定を行います。
[LAMMPS実行] LAMMPSによるMD計算を行います。
[トラジェクトリ読み込み] LAMMPSの出力結果のdumpファイルを読み込み3Dグラフィックス表示します。
[logファイル編集] LAMMPSの出力ファイル(.log)を指定エディタで開きます。
[エネルギー変化] LAMMPSによるの出力結果のlogファイルから各種エネルギーのグラフを表示します。
[動径分布関数] LAMMPSの出力結果のXTCファイルから動径分布関数のグラフを表示します。
[平均二乗変位] LAMMPSの出力結果のXTCファイルから平均二乗変位のグラフを表示します。
また、自己拡散係数を計算します。
[散乱関数] LAMMPSの出力結果のXTCファイルから散乱関数のグラフを表示します。
[Amber]▶
[LEaPキーワード設定] tLEaPの設定を行います。
[LEaP実行] tLEaPを用いて座標(crd)ファイルおよびトポロジ(prmtop)ファイルを作成します。
[sanderキーワード設定] sanderの設定を行います。
[sander実行] sanderを実行します。
[座標ファイル読み込み] Amber形式の座標(crd)ファイルとトポロジ(prmtop)ファイル読み込みます。
[トラジェクトリ読み込み] sanderの出力結果のトラジェクトリファイルを読み込みます。
[エネルギー変化] sanderによるの出力結果のlogファイルから各種エネルギーのグラフを表示します。
[MODYLAS] MODYLASの操作画面を表示します。
[ポリマー]▶
[モノマー登録] モノマーを登録します。
[ホモポリマービルダ] ホモポリマーを作成し登録します。
[ブロックポリマービルダ] ブロックポリマーを作成し登録します。
[ランダムポリマービルダ] ランダムポリマーを作成し登録します。
[ポリマーセルビルダ] 登録したポリマー鎖を活用してポリマーセルを構築します。
[モノマー割り付け] DPD粒子に対し登録したモノマーを割り付け、全原子MDの座標を取得します。
[設定] モノマーを登録するフォルダおよびポリマー鎖を登録するフォルダを指定します。
[散逸粒子動力学]▶
[DPDセルビルダ] 計算対象のポリマーセルを構築します。
[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。
[界面ビルダ] 界面ビルダを起動します。
[Bond/Angle算出] MDのトラジェクトリファイル内の、指定した原子間の結合長・結合角・二面角を解析します。
まずGromacs, LAMMPS, Amber, QE(QEはCPMDのみ)のトラジェクトリ読み込みをしてアニメーションウインドウが表示された状態で、本機能を選択します。
つぎに、Typeを選択し、Target Atomsに、コンマ区切りで計算したい結合長・結合角・二面角を定義する原子ペアを列挙します。
Drawをクリックすると、時間変化(Time change)またはヒストグラム(Histogram)が表示されます。
アニメーションウインドウが閉じていると本機能は動作しません。
[Fragment ER] Fragment ER画面を表示します。

4.7. [固体]

[固体]
[リモートジョブ投入] [QM]-[リモートジョブ投入]と同じです。
[結晶ビルダ] 結晶系のモデリングを行います。
[格子を変換] 現在定義されているシミュレーションセルが結晶の場合、結晶の種類の表示または、プリミティブセル-コンベンショナルセル間の変換を行います。
[Quantum ESPRESSO]▶
[キーワード設定] 第一原理計算ソフトQuantum ESPRESSO(以下、QE)の計算条件を設定します。
[Quantum ESPRESSO実行] QEの計算を実行します。
[pwoutファイル編集] QEの出力ファイル(.pwout)を指定エディタで開きます。
[アニメーション(pwout)] QEの出力ファイル(.pwout)を読み込んで、最適化過程のエネルギー変化を表示します。
[電子密度] QEの出力ファイルフォルダを指定し等電子密度面を表示します。
[Lowdin電荷] QEの出力ファイルフォルダを指定し点電荷(Lowdin電荷)を表示します。
[ポテンシャルエネルギー分布] QEの出力ファイルフォルダを指定しz軸方向のポテンシャルエネルギーの分布を表示します。
[バンド構造] QEの出力ファイルフォルダを指定しバンド構造を表示します。
[状態密度] QEの出力ファイルフォルダを指定し状態密度(DOS)を表示します。
[部分状態密度] QEの出力ファイルフォルダを指定し部分状態密度(PDOS)を表示します。
[フェルミ面] QEの出力ファイルフォルダを指定しフェルミ面を表示します。
[IR, Raman] QEの出力ファイルフォルダを指定しIRまたはRamanスペクトルを表示します。
[フォノン分散曲線] QEの出力ファイルフォルダを指定しフォノン分散曲線を表示します。
[フォノン状態密度] QEの出力ファイルフォルダを指定しフォノン状態密度(Phonon DOS)を表示します。
[誘電関数] QEの出力ファイルフォルダを指定し誘電関数を表示します。
[差密度/差エネルギー分布 (esm1)] 異なる二条件のESM法を用いたQEの出力ファイルを指定し、z軸方向の差エネルギー・差密度の分布を表示します。
[溶媒原子間相関関数 (1drism)] RISM計算から出力される1drismファイルを用いてRISM領域の原子間相関関数(動径分布関数)を算出します。
[溶媒密度・エネルギー分布(rism1)] ESM-RISM(Laue-RISM)計算から出力されるrism1ファイルを用いて、DFT領域-RISM領域が接する方向(界面垂直方向)の溶媒密度・エネルギー・電荷を算出します。
[アニメーション(pos)] QEのMD計算の出力ファイル(.pos)を読み込んで、原子座標変化を表示します。
[エネルギー変化(evp)] QEのMD計算の出力ファイル(.evp)を読み込んで、各種エネルギーのグラフを表示します。
[FDMNES]▶
[キーワード設定] XAFSスペクトル計算ソフトFDMNESの計算条件を設定します。
[FDMNES実行] FDMNESの計算を実行します。
[XAFSスペクトル] XAFSスペクトルのグラフを表示します。

4.8. [ツール]

[ツール]
[環境設定] 環境設定ウィンドウを開きます。
[配座探索] Balloonによる配座探索を行います。
[点群解析] (1) モデリングした分子の点群解析を行います。
(2) 判定された点群情報を元に分子の構造の歪みを解消します。(対称化)
(3) 対称単位⇔非対称単位の変換を行えます。
[分子表面積・体積]

分子の体積や表面積を計算します。この計算は函館高専の長尾先生のプログラムを使用しています。

 参考文献)長尾輝夫「分子表面積及び体積計算プログラムの改良」函館工業高等専門学校紀要.(Hakodate Kogyo Koto Senmon Gakko Kiyo),第27号,p111-120,1993
 
(1) VAN DER WAALS MOLECULAR SURFACE(VMS):原子をVan del Walls半径の球に置き換えた表面。
(2) ACCESSIBLE MOLECULAR SURFACE:VMS表面の周りを溶媒分子でなぞった溶媒分子の中心の面。
(3) MOLECULAR SURFACE:VMS表面の周りを溶媒分子でなぞった接触表面と凹角表面。 ( SOLVENT-EXCLUDED SURFACE、または、Connolly SURFACEとも呼ばれます。)

 OVALITYの計算は千田が追加しました。
 OVALITY:分子表面積/最小表面積:S/4π(3V/4π)**(2/3)。 最小表面積とは、分子体積が等しい真球の表面積:4π(3V/4π)**(2/3)

[アスペクト比] アスペクト比を計算します。アスペクト比は、分子が内接する最小直径の円筒の長さ(L)と直径(D)の比(L/D)で定義されます。
[慣性半径] 慣性半径を計算します。
[Sterimolパラメータ] メイン画面上で複数選択した(青色でマークされた)原子の集合に対して、Sterimolパラメータを計算します。
Calculateをクリックすると計算が開始されます。
[ジョブマネージャ起動]

ジョブマネージャ(Winmostar Job Manager)を起動します。

[cygwin_wm起動] cygwin_wmのコンソールを起動します。
[ファイル内検索] 各種計算結果出力をキーワード検索し、ヒットした行をExcelまたはテキストファイルに出力します。
[連続実行]  GaussianとGAMESSの複数ジョブの計算を連続的に実行します。 連続的に実行するbatファイルを作成・実行するものです。
 まず、普通にGaussianやGAMESSを実行することで1分子実行batができます。実行時にエラーが出ないことを確認してから、DOSウィンドウの[x]で終了します。
 [その他]/[連続実行]を選択すると、ウィンドウの左側の欄には既に実行したことのある1分子実行batファイルが表示されます。 ファイル名は入力ファイル名.batになっています。batファイルを選択して[=>]を押すと、ウィンドウの右側の欄に追加されます。 [Run]で、設定されたジョブの連続実行が始まります。[Run at]で、指定した時刻に連続実行が始まります。連続実行ジョブは、 winmos_batjob1~5.batに保存されます。[Load]・[Save]ボタンで読込・保存もできます。
[分子の重ね合わせ]  複数の分子を重ね合わせて表示します。
 まず、[Add]ボタンでファイルを選択して、重ね合わせる分子を選択します。 ファイルの種類はWinmostarで読み込める各種入力ファイルとMOPAC、GAMESS、NWChem、Gaussianの出力ファイルです。 複数のファイルを同時に選択することもできます。 また、ドラッグ&ドロップでファイルを読み込ませることもできます。
 [Import From Main Window]ボタンではメイン画面に表示されている分子を取り込むことができます。
 リストに表示されたファイル名を選択するとその分子が青くハイライトされます。
 [Delete]ボタンで選択した分子を削除、[Clear]ボタンで全ての分子を削除します。
 [Align All]ボタンで各分子の配向を揃えることができます。  それぞれの分子について3原子をクリックで指定すると、1点目を原点に置き、2点目をX軸上に置き、3点目をXY平面上に置きます。
 分子の構造が近い場合は[X],[Y],[Z]で重ね面をずらすことで重ね分子を確認できます。
 [3D Viewer]ボタンを押すと、Winmostar 3Dで表示することができます。

4.9. [アドオン]

[アドオン]
[CONFLEX] CONFLEXを起動します。別途CONFLEXをインストールする必要があります。
[Hansen SP値] HSPアドオンの購入が必要です。
Hansen SP値(HSP)を求めたい分子をメインウインドウに作成した後、本メニューをクリックします。
ポリマーの場合はリピートユニット(例えばポリエチレンの場合はエタン分子)を作成し、隣のリポートユニットと結合する2か所を続けて左クリックしておきます。この挙動はポリマービルダ機能のモノマー登録と同じです。
分子の場合は[Calc Hansen SP]ボタン、ポリマーの場合は[Calc Hansen SP for Polymer]ボタンをクリックすると、HSPが記されたcsvファイルが作成されます。
計算されるHSPは原子団寄与法により算出されていて、算出に対応している原子団(官能基)はこちらに記されています。
総原子数は最大250、水素を除く原子は120まで計算可能です。

4.10. [ヘルプ]

[ヘルプ]
[マニュアル] マニュアルを表示します。
[WEBマニュアル] winmostar.comのマニュアルページを表示します。
より詳細なドキュメントがあります。
[Winmostarウェブサイト] Winmostarのウェブサイトを開きます。
[周期表] 周期表を表示します。
[cygwin_wmを診断] Winmostar用cygwinパッケージのインストール時に、全てのファイルがインストールされたか診断します。ファイルの有無を調べるだけで、ファイルの中身まではチェックしません。「Successfully finished. Close this window.」と表示されたら、全てのファイルが存在することになります。
[デバッグ] デバッグ情報を出力します。
[バージョン情報] バージョン情報を表示します。

5. 環境設定

 環境設定ウィンドウは[ツール]-[環境設定]メニューか歯車のツールボタンから開くことができます。
[基本]
[言語] 言語を選択します。
[ライセンスコード] ライセンスコードを設定します。
[Linux環境] Linux環境にcygwinを使用するかWindows Subsystem for Linux(Bash on Ubuntu on Windows)を使用するか選択します。
[編集]▶
[結合判定係数] 原子間距離から共有結合の有無を判定する際の閾値を設定します。
[Z-Matrix結合関係保持] チェックされている場合は、分子編集時にZ-Matrixの結合関係が変わらないようにします。
[MOL保存時に芳香環を単+二重結合にする] molファイルの保存時に、芳香環を単結合と二重結合の組み合わせに変更してから出力します。
[計算]▶
[MOPACをジョブマネージャで実行] [半経験QM]-[MOPAC]-[ジョブマネージャで実行]と同じ。
[その他のプログラムをジョブマネージャで実行] MOPAC以外のプログラムの実行に、ジョブマネージャ(Winmostar Job Manager)を使用するか指定します。
[GAMESS NCPUS] [QM]-[GAMESS]-[NCPUS]と同じ。
[Firefly NODES] [QM]-[GAMESS]-[NODES(Firefly)]と同じ。
[タイムアウト時間] 時間のかかる処理のタイムアウト時間を設定します。
[デフォルト拡張子] それぞれのソルバーの入力ファイルを作成する際にデフォルトで設定される拡張子を設定します。
[Gnuplotを使用してグラフを描画] [MD]/[固体]メニュー以下の各種グラフ描画機能におけるグラフ描画ソフトを指定します。チェックしていない場合はGrace、チェックした場合はGnuplotを使用します。
[表示]
[標準色] 配色を、Winmostar、GaussView、Jmol、Rasmol、旧Winmostar、特許出願用モードから選択します。
[色変更]▶
[選択原子] 選択している粒子の原子種の色を変更します。
[結合] 結合の色を変更します。
[背景] 背景の色を変更します。
[背景(3D)] 3D表示の背景の色を変更します。
[文字] 分子表示画面の文字の色を変更します。
[選択原子のVDW半径] 選択している粒子の原子種のVDW半径を変更します。
[電荷表示スケール] [表示]-[表示選択]-[電荷]-[スケール]と同じ。
[キーワードフォントサイズ] キーワードテキストボックスのフォントの大きさを指定します。
[3D View] メイン画面で3D表示を行うか設定します。
[表示選択] [表示]-[表示選択]と同じ。
[プログラムパス]
各種プログラムのインストールパスを指定します。

6. キーボードショートカット

新規 Ctrl+N 結合付加 F7 部分コピー Ctrl+C
開く Ctrl+O 結合削除 F8 部分削除 Ctrl+L
上書き保存 Ctrl+S 環構築 F9 部分貼り付け Ctrl+V
別名で保存 Shift+Ctrl+S 座標調整 Ctrl+J クリーン Ctrl+G
画像
エクスポート
Ctrl+Alt-I 水素付加
(全原子)
Ctrl+H 部分固定・自由 Ctrl+I
元に戻す Ctrl+Z 部分回転 Ctrl+R 部品置換 F6
やり直し Ctrl+Y 結合角変更 Ctrl+A 最大化 F10
原子追加 F4 部分移動 Ctrl+M 拡大 F3
原子移動 F5 部分自由回転 Ctrl+F 縮小 F2
原子削除 Shift+F4 部分クリーン Ctrl+L 画像をコピー Ctrl+Alt+C
元素変更 Shift+F5 部分切り取り Ctrl+X ヘルプ F1
その他のショートカットはメニューに記載されているものをご参照ください。

7. Winmostar 3D/Job Manager

 Winmostar 3Dは分子軌道などを表示する、描画に特化したWinmostarの付属ソフトウェアです。
 Winmostar 3Dの詳細、マニュアルはこちらをご参照ください。
 
 Winmostar Job Manager(ジョブマネージャ)は、ローカルジョブを管理するWinmostarの付属ソフトウェアです。
 Winmostar Job Managerの詳細、マニュアルはこちらをご参照ください。

8. 既知の不具合

 Winmostarに関する既知の不具合はこちら(外部リンク)をご参照ください。