11.5. Winmostarの機能検証
Winmostarは、世界中の研究者が使用しているオープンソースソフトウェアを呼び出すことにより、高い品質を維持しています。一方で、Winmostar独自の実装に強く依存する機能もあり、ここではそのような機能の検証結果を示します。ここに示した検証はリリース前に実行されています。
11.5.1. Gromacs→LAMMPSの力場ファイル変換
Winmostarは、Gromacs用のtopファイルを変換することで汎用力場を用いたLAMMPS用のdataファイルを生成しています。 この変換機構を用いてGromacsとLAMMPSを用いて同じ系に対してエネルギーを計算した結果を示します。
力場 |
Bond |
Angle |
Dihedral |
Improper |
Coulomb |
Vdw |
Total |
UFF |
2.57E-8 |
6.965E-9 |
1.17E-8 |
2.11E-8 |
7.21E-8 |
3.71E-8 |
7.55E-9 |
Dreiding |
6.32E-9 |
4.25E-8 |
7.20E-9 |
5.37E-8 |
7.21E-8 |
3.62E-8 |
2.47E-8 |
GAFF |
2.82E-8 |
3.06E-8 |
1.10E-8 |
2.97E-9 |
7.61E-8 |
9.51E-10 |
3.62E-9 |
OPLS-AA/L+GAFF |
2.82E-8 |
3.06E-8 |
1.10E-8 |
2.97E-9 |
7.22E-8 |
1.67E-8 |
6.31E-8 |
OPLS-AA |
1.64E-9 |
2.60E-8 |
1.10E-8 |
2.97E-9 |
7.22E-8 |
1.67E-8 |
5.93E-9 |
詳細な計算条件は以下の通りです。
ベンゼン1分子、AM1-BCC電荷で計算
自由境界条件、カットオフ半径20 Å、結合長・角度の拘束なし
Gromacsは5.0.7倍精度版、LAMMPSは2016年3月9日版を使用
Coulomb, Vdwは1-4相互作用を含む
DreidingのImproperはLAMMPSのimproper_style umbrellaに相当する関数がGromacsに実装されていないためどちらもimproper harmonicで計算
Gromacsの1-4相互作用スケーリング係数は単精度で内部処理されているため、LAMMPSでも単精度相当の係数を設定
OPLS-AAではmktopにて生成したファイルを使用
上の表より、すべての成分について8-10桁程度GromacsとLAMMPSの間でエネルギーが一致していることがわかります。GromacsとLAMMPSの細かい実装の差（各種関数の近似計算、並列計算など）により厳密に一致させることは困難ですが8-10桁程度の一致であれば実用上問題ないと考えられます。
また、同様のテストを、エネルギーの各成分に着目した系、複数分子系などでも実施しています。