6.14. MD ‣ Gromacs メニュー

Gromacsに関するメニューです。

WinmostarではGromacsをCygwin環境上で実行するため、本機能を利用するためには CygwinWMのセットアップ が必要です。

6.14.1. 力場を割り当て

力場を設定します。ソルバの種類に応じて、選択肢が変化します。

力場を割り当てた後、割り当てた力場を確認する場合は 情報を見る を使用します。

LAMMPSの場合、この機能を利用する時点でメインウィンドウに速度を含んだgroファイルを開いていると、速度を含んだdataファイルを生成します。同様にGromacsの場合、速度を含んだdataファイルを開いていると、速度を含んだgroファイルを生成します。GromacsおよびLAMMPSの計算データを速度付きで引き継ぎたいときに有用です。

一度力場を割り当ててMD計算を実行すると、結合次数が力場パラメータの平衡長から自動判定されます。力場の種類によっては、その際に決定された結合次数が力場割り当て前の結合次数とは異なる場合があります。一部の力場は、結合次数の影響を受けます。力場割り当て前の結合次数に戻したい場合は 結合をファイルから読み込む を使用してください。

自動でパラメータを割り当て

新たに力場パラメータを割り当てます。分子表示エリア中の結合で互いに連結した構造が1つの分子として認識されます。

(一般)

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, GAFF2, OPLS/AA-L+GAFFの場合は acpype 、Dreidingの場合は内製プログラム、UFFの場合はOpenBabelを独自に拡張したプログラム、OPLS-AAの場合はmktopが使用されます。 Dreidingの設定は polymer/dreiding.lib.txt に書かれています。 UFFの詳細は Universal Force Field を確認してください。

Exception

特定の分子に対し、(General)にて選択した力場を使わず、ユーザが指定するLJパラメータを割り当てます。 サブウィンドウの左の欄にてLJパラメータを指定したい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。

注釈

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。

(タンパク質)

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。

警告

残基名を含まないファイルから分子構造を読み込んだ場合は本機能を使用できません。

(水分子)

水分子の力場を指定します。 溶媒を配置/セルを構築 で選択した水モデルを指定する必要があります。内部的にはCygwinにインストールされたGromacsのトポロジのライブラリからパラメータを取得します。

タンパク質向けに[position_restraints]を追加

タンパク質が存在する場合は Advanced 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。

選択原子向けに[position_restraints]を追加

ユーザが指定する分子に対し、 Advanced 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。

選択原子向けに[distance/angle/dihedral_restraints]を追加

ユーザが指定する分子に対し、 Advanced 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、力場が割り当てられたファイルを生成します。

注釈

  • 力場の情報をテキストエディタ等で編集してカスタマイズしたい場合は、まず Dump Now を使用して力場情報を含むファイルを保存し、Gromacsの場合はtop、LAMMPSの場合はdataファイルをテキストエディタ等で編集してください。

  • 次に、Gromacsの場合は、 ファイル ‣ ファイルをインポート でgroファイルをインポートし（ 破棄して読み込み を選択）、 力場を割り当て で トポロジファイルに書かれたパラメータを使用 を選択して OK ボタンをクリックしてください。そして、topファイルの場所を聞かれるので、先ほど保存・編集したtopファイルを開いてください。

  • LAMMPSの場合は、 ファイル ‣ ファイルをインポート でdataファイルをインポートし（ 破棄して読み込み を選択）、 力場を割り当て で メインウィンドウのファイルに書かれたパラメータを使用 を選択し Next > ボタンをクリックしてください。dataファイルに力場の情報が書かれていない場合は、 力場の種類を選択してください と出るので、使用する汎用力場の種類を選択して OK ボタンをクリックしてください。

  • 電荷はメインウィンドウに表示されている構造から取得されます。メインウィンドウに複数種類の電荷が設定されている場合は（例えばGAMESSのログファイルを開きMulliken電荷とLowdin電荷が設定されている場合など）、（高優先）User電荷＞NBO電荷＞Lowdin電荷＞ESP電荷＞Mulliken電荷（低優先）の順番に優先され使用されます。

パラメータファイルを使用（無機物、ReaxFF、DPD向け）

（LAMMPS向け）無機物用ポテンシャル、ReaxFFまたはDPDを使用したい場合に選択します。 Next > ボタンを押した後に、実際に使用する力場の種類を指定します。pair_styleとPotential fileをユーザが自由に入力できるようにするためには、[ツール]-[環境設定]-[計算]において設定する必要があります。

トポロジファイルに書かれたパラメータを使用

（Gromacs向け）既に存在しているtopファイルを用いてMD計算を実行する場合に選択します。メインウィンドウには対応するgroファイルを開くかインポートしておく必要があります。開くかインポートした後に構造を編集するとtopファイルとの対応が破綻し計算できなくなります。開くかインポートした後に力場情報に影響しない範囲で（例えば結合変更せずに座標だけを編集するなど）構造を編集してから本機能を使いたい場合は、構造の編集後にgro形式でエクスポートし、そのファイルを開くかインポートしてから本機能を利用してください。

メインウィンドウのファイルに書かれたパラメータを使用

（LAMMPS向け）既に存在しているdataファイルを用いてMD計算を実行する場合に選択します。メインウィンドウには使用するdataファイルを開くかインポートしておく必要があります。開くかインポートした後に構造を編集するとtopファイルとの対応が破綻し計算できなくなります。 Next > ボタンを押した後に、使用する力場の種類を指定します。

6.14.2. ワークフロー設定

プロジェクトモードにおけるGromacsの計算フローを設定、実行します。Presetの12-Step Compressionは [Hofmann2000_2] , [Larsen2011_2] に記載されたポリマーの平衡化手順です。また、21-Step Compression-Decompressionは [Larsen2011_2] に記載されたポリマーの平衡化手順です。

[Hofmann2000_2]

  1. Hofmann, L. Fritz, J. Ulbrich, C. Schepers and M. Bohning, Macromol. Theory Simul., 9 (6), (2000), 293–327.

[Larsen2011_2] (1,2)

G.S. Larsen, P. Lin, K.E. Hart and C.M. Colina, Macromolecules, 44 (17), (2011 ), 6944-6951.

Preset

設定のプリセットを呼び出し、保存します。

# of Jobs

ジョブの数を指定します。

Enable parameter/structure scan

この機能を使うためにはアドオンの購入が必要です。特定のパラメータだけが異なる複数の計算を流したり（パラメータスキャン）、複数の構造に対し同一のパラメータで計算を流す（構造スキャン）ことが可能となります。

Config をクリックするとスキャン計算の設定画面が出現します。パラメータスキャンの際は Target Variable に%WM_SCAN1%を選択し、 Values の各行に%WM_SCAN1%に設定したいパラメータを入力します。そして、ワークフロー設定ウィンドウまたはキーワード設定ウィンドウにおいて設定したいパラメータに%WM_SCAN1%と入力します。構造スキャンの際は、分子表示エリアでアニメーションが出現した状態（SDFファイルを開くなど）で、 Target Variable に%WM_STRUCT%を選択します。

スキャン計算の終了後は ファイル ‣ プロジェクト ‣ スキャン結果表示 を利用して計算結果を集計します。

Import

Exportで出力した設定を読み込みます。ボタン右の矢印をクリックすると、過去同じプロジェクトまたはWinmostar上で使用した設定を呼び出すことができます。

Export

設定をファイルに出力します。

OK

設定した内容で計算を実行またはファイルを生成します。詳しくは プロジェクトモードの場合 を参照してください。

Details

計算条件を詳細に設定します。 キーワード設定 が立ち上がります。

Ensemble

アンサンブルの種類を指定します。ただしtcouplは、PrecisionがHigh, Mediumの時はnose-hooverに強制的に設定されます。
設定内容
Minimize
integrator=steep
tcoupl=no
pcoupl=no
Minimize(NMA)
integrator=l-bfgs
tcoupl=no
pcoupl=no
emtol=0.01
-DFLEXIBLE=True
NVT
integrator=md
tcoupl=berendsen
pcoupl=no
NPT
integrator=md
tcoupl=berendsen
pcoupl=parrinello-rahman
pcoupltype=isotropic
NPT(aniso)
integrator=md
tcoupl=berendsen
pcoupl=parrinello-rahman
pcoupltype=anisotropic
NPT(z)
integrator=md
tcoupl=berendsen
pcoupl=parrinello-rahman
pcoupltype=semiisotropic
NVE
integrator=md
tcoupl=no
pcoupl=no
NPH
integrator=md
tcoupl=no
pcoupl=parrinello-rahman
pcoupltype=isotropic
NPH(z)
integrator=md
tcoupl=no
pcoupl=parrinello-rahman
pcoupltype=semiisotropic
NPT+Rescale Cell
integrator=md
tcoupl=berendsen
pcoupl=parrinello-rahman
pcoupltype=isotropic
Rescale box=True
NVE+Rescale Vel
integrator=md
tcoupl=none
pcoupl=none
Rescale velocities=True
NMA
integrator=nm
Ext from full-prec traj=True
-DFLEXIBLE=True
Temperature

温度を指定します。

Pressure

圧力を指定します。

Simulation time

シミュレーション時間を指定します。

# of snapshots

trrファイルへの座標・速度の出力回数を指定します。

Initial velocity

Randomの場合は最初に速度をランダムに発生させます。From parentの場合は前のジョブの最終速度を引き継ぎます。

Free boundary condition

周期境界条件ではなく自由境界で計算します。
設定内容
True
pbc=no
coulombtype=cut-off
nstlist=1
ns-type=simple
cutoff-scheme=group
Use buffer-tolerance=False
comm-mode=angular
False
pbc=xyz
coulombtype=pme
nstlist=10
ns-type=grid
cutoff-scheme=verlet
Use buffer-tolerance=True
comm-mode=linear
Precision

計算精度を設定します。ただしconstraintsは、EnsembleがMinimizeの時はhbonds、Minimize(NMA)またはNMAの時はnoneに強制的に設定されます。
設定内容
Low
Modify cutoff=True
rlist=1
rvdw=1
rvdw-switch=0.9
rcoulomb=1
rcoulomb-switch=0.9
nstenergy=10
dt=0.002
nhchainlen=10
shake-tol=1e-5
pme-order=4
ewald-rtol=1e-6
fourier-spacing=0.12
vdw-modifier=potential-shift-verlet
coulomb-modifier=potential-shift-verlet
nsttcouple=-1
nstpcouple=-1
Enable double precision=False
nstcomm=50
lincs-order=4
lincs-iter=1
buffer-tolerance=1e-6
constraints=all-bonds
Medium
Modify cutoff=True
rlist=1.2
rvdw=1.2
rvdw-switch=1.1
rcoulomb=1.2
rcoulomb-switch=1.1
nstenergy=20
dt=0.001
nhchainlen=10
shake-tol=1e-6
pme-order=4
ewald-rtol=1e-6
fourier-spacing=0.11
vdw-modifier=potential-shift-verlet
coulomb-modifier=potential-shift-verlet
nsttcouple=-1
nstpcouple=-1
Enable double precision=True
nstcomm=50
lincs-order=4
lincs-iter=1
buffer-tolerance=1e-6
constraints=hbonds
High
Modify cutoff=True
rlist=1.5
rvdw=1.5
rvdw-switch=1.4
rcoulomb=1.5
rcoulomb-switch=1.4
nstenergy=40
dt=0.0005
nhchainlen=1
shake-tol=1e-9
pme-order=6
ewald-rtol=1e-9
fourier-spacing=0.10
vdw-modifier=none
coulomb-modifier=none
nsttcouple=-1
nstpcouple=-1
Enable double precision=True
nstcomm=1
lincs-order=8
lincs-iter=2
buffer-tolerance=1e-9
constraints=hbonds

6.14.3. キーワード設定

Gromacsの計算条件を設定します。設定後、すぐに計算を実行する場合は Run ボタン、一旦メインウィンドウに戻る場合は OK ボタンを押してください。

Run をクリックしたときの挙動は Gromacs実行 を参照してください。

電荷が割り当てられていない分子がある場合は、 自動で電荷を割り当て が自動で立ち上がります。 力場が割り当てられていない場合は、 力場を割り当て が自動で立ち上がります。

Reset ボタンでデフォルトの状態に戻ります。 Save ボタンでForce Fieldを除く設定を保存します。 Load ボタンで Save にて保存した設定を読み込みます。

Continue Simulation

継続ジョブを実行します。

詳細は Gromacs実行 を参照してください。

Preset

計算条件のプリセットを指定します。各プリセットは以下のキーワードを変更します。

Minimize
(fast)
NVT
(fast)
NPT
(fast)
NVE
(fast)

dt

0.002

0.002

0.002

nsteps

5000

5000

5000

5000

integrator

steep

md

md

md

gen-vel

yes

no

no

tcoupl

berendsen

berendsen

ref-t

300

300

pcoupl

no

parrinello-rahman

ref-p

1.0

pbc

yes

yes

yes

yes

comm-mode

linear

linear

linear

linear

nstcomm

50

50

50

nh-chain-length

10

10

nsttcouple

-1

-1

nstpcouple

-1

constraints

hbonds

all-bonds

all-bonds

all-bonds

lincs-order

4

4

4

lincs-iter

1

1

1

shake-tol

1e-5

1e-5

1e-5

nstxout

100

100

100

100

nstvout

100

100

100

100

nstenergy

10

10

10

10

buffer-tolerance

5e-3

5e-3

5e-3

5e-3

rvdw

1.0

1.0

1.0

1.0

rvdw-switch

0.9

0.9

0.9

0.9

coulombtype

pme

pme

pme

pme

rcoulomb

1.0

1.0

1.0

1.0

rcoulomb-switch

0.9

0.9

0.9

0.9

fourier-spacing

0.12

0.12

0.12

0.12

pme-order

4

4

4

4

ewald-rtol

1e-5

1e-5

1e-5

1e-5
Enable
double precision

False

False

False

False
-DFLEXIBLE

False

False

False

False
Extend simulation
from full-
precision
trajectory

False

False

False

False
Minimize
(medium)
NVT
(medium)
NPT
(medium)
NVE
(medium)

dt

0.001

0.001

0.001

nsteps

10000

10000

10000

10000

integrator

steep

md

md

md

gen-vel

yes

no

no

tcoupl

berendsen

berendsen

ref-t

300

300

pcoupl

no

parrinello-rahman

ref-p

1.0

pbc

yes

yes

yes

yes

comm-mode

linear

linear

linear

linear

nstcomm

50

50

50

nh-chain-length

10

10

nsttcouple

-1

-1

nstpcouple

-1

constraints

hbonds

hbonds

hbonds

hbonds

lincs-order

4

4

4

lincs-iter

1

1

1

shake-tol

1e-5

1e-5

1e-5

nstxout

200

200

200

200

nstvout

200

200

200

200

nstenergy

20

20

20

20

buffer-tolerance

1e-6

1e-6

1e-6

1e-6

rvdw

1.2

1.2

1.2

1.2

rvdw-switch

1.1

1.1

1.1

1.1

coulombtype

pme

pme

pme

pme

rcoulomb

1.2

1.2

1.2

1.2

rcoulomb-switch

1.1

1.1

1.1

1.1

fourier-spacing

0.11

0.11

0.11

0.11

pme-order

4

4

4

4

ewald-rtol

1e-6

1e-6

1e-6

1e-6
Enable
double precision

True

True

True

True
-DFLEXIBLE

False

False

False

False
Extend simulation
from full-
precision
trajectory

False

False

False

False
Minimize
NVT
NPT
NVE

dt

0.0005

0.0005

0.0005

nsteps

20000

20000

20000

20000

integrator

steep

md

md

md

gen-vel

yes

no

no

tcoupl

nose-hoover

nose-hoover

ref-t

300

300

pcoupl

no

parrinello-rahman

ref-p

1.0

pbc

yes

yes

yes

yes

comm-mode

linear

linear

linear

linear

nstcomm

1

1

1

nh-chain-length

1

1

nsttcouple

1

1

nstpcouple

1

constraints

hbonds

hbonds

hbonds

hbonds

lincs-order

8

8

8

lincs-iter

2

2

2

shake-tol

1e-9

1e-9

1e-9

nstxout

400

400

400

400

nstvout

400

400

400

400

nstenergy

40

40

40

40

buffer-tolerance

1e-9

1e-9

1e-9

1e-9

rvdw

1.5

1.5

1.5

1.5

rvdw-switch

1.4

1.4

1.4

1.4

coulombtype

pme

pme

pme

pme

rcoulomb

1.5

1.5

1.5

1.5

rcoulomb-switch

1.4

1.4

1.4

1.4

fourier-spacing

0.10

0.10

0.10

0.10

pme-order

6

6

6

6

ewald-rtol

1e-9

1e-9

1e-9

1e-9
Enable
double precision

True

True

True

True
-DFLEXIBLE

False

False

False

False
Extend simulation
from full-
precision
trajectory

False

False

False

False
Minimize
(vapor,fast)
NVT
(vapor,fast)
NPT
(vapor,fast)
NVE
(vapor,fast)

dt

0.002

0.002

0.002

nsteps

5000

5000

5000

5000

integrator

steep

md

md

md

gen-vel

yes

no

no

tcoupl

berendsen

berendsen

ref-t

300

300

pcoupl

no

parrinello-rahman

ref-p

1.0

pbc

no

no

no

no

comm-mode

angular

angular

angular

angular

nstcomm

50

50

50

nh-chain-length

10

10

nsttcouple

-1

-1

nstpcouple

-1

constraints

hbonds

all-bonds

all-bonds

all-bonds

lincs-order

4

4

4

lincs-iter

1

1

1

shake-tol

1e-5

1e-5

1e-5

nstxout

100

100

100

100

nstvout

100

100

100

100

nstenergy

10

10

10

10

buffer-tolerance

5e-3

5e-3

5e-3

5e-3

rvdw

1.0

1.0

1.0

1.0

rvdw-switch

0.9

0.9

0.9

0.9

coulombtype

cut-off

cut-off

cut-off

cut-off

rcoulomb

1.0

1.0

1.0

1.0

rcoulomb-switch

0.9

0.9

0.9

0.9

fourier-spacing

pme-order

ewald-rtol
Enable
double precision

False

False

False

False
-DFLEXIBLE

False

False

False

False
Extend simulation
from full-
precision
trajectory

False

False

False

False
Minimize
(vapor)
NVT
(vapor)
NPT
(vapor)
NVE
(vapor)

dt

0.0005

0.0005

0.0005

nsteps

20000

20000

20000

20000

integrator

steep

md

md

md

gen-vel

yes

no

no

tcoupl

nose-hoover

nose-hoover

ref-t

300

300

pcoupl

no

parrinello-rahman

ref-p

1.0

pbc

no

no

no

no

comm-mode

angular

angular

angular

angular

nstcomm

1

1

1

nh-chain-length

1

1

nsttcouple

1

1

nstpcouple

1

constraints

hbonds

hbonds

hbonds

hbonds

lincs-order

8

8

8

lincs-iter

2

2

2

shake-tol

1e-9

1e-9

1e-9

nstxout

400

400

400

400

nstvout

400

400

400

400

nstenergy

40

40

40

40

buffer-tolerance

1e-9

1e-9

1e-9

1e-9

rvdw

1.5

1.5

1.5

1.5

rvdw-switch

1.4

1.4

1.4

1.4

coulombtype

cut-off

cut-off

cut-off

cut-off

rcoulomb

1.5

1.5

1.5

1.5

rcoulomb-switch

1.4

1.4

1.4

1.4

fourier-spacing

pme-order

ewald-rtol
Enable
double precision

True

True

True

True
-DFLEXIBLE

False

False

False

False
Extend simulation
from full-
precision
trajectory

False

False

False

False
Minimize
(NMA)
NMA

dt

nsteps

20000

20000

integrator

l-bfgs

nm

gen-vel

tcoupl

ref-t

pcoupl

ref-p

pbc

yes

yes

comm-mode

nstcomm

nh-chain-length

nsttcouple

nstpcouple

constraints

none

none

lincs-order

lincs-iter

shake-tol

nstxout

400

400

nstvout

400

400

nstenergy

40

40

buffer-tolerance

1e-9

1e-9

rvdw

1.5

1.5

rvdw-switch

1.4

1.4

coulombtype

pme

pme

rcoulomb

1.5

1.5

rcoulomb-switch

1.4

1.4

fourier-spacing

0.10

0.10

pme-order

6

6

ewald-rtol

1e-9

1e-9
Enable
double precision

True

True
emtol

0.01
-DFLEXIBLE

True

True
Extend simulation
from full-
precision
trajectory

False

True
# 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。

Advanced
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
constraints

拘束条件を選択します。

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）

Extend simulation from full-precision trajectory

Continue Simulation にチェックを入れ継続ジョブを流す際に、この項目にチェックが入っていた場合、前のジョブのtrrファイルからジョブを継続します。この項目にチェックが入っていなかった場合、前のジョブの最終状態のgroファイルからジョブを継続します。例えば、エネルギー極小化計算の後に基準振動解析を実行する場合には、チェックを入れる必要があります。

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
Modify cutoff radii not to exceed L/2

チェックを入れた場合は、rlist, rvdw, rvdw-switch, rcoulomb, rcoulomb-switchが格子定数の半分を超えないように自動調整します。

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。

Restraint
Set freezegrps to constrained atoms

メインウィンドウの構造の最適化フラグに基づいてfreezegrpsを設定し座標を拘束します。

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。

Others
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。

Options
Restore Working Folder

継続ジョブが異常終了時など、作業フォルダ を実行前の状態に戻す際にクリックします。

Dump .mdp File

現在開かれているウィンドウで設定した内容でGromacsの計算条件（mdp）ファイルを作成し保存します。

Dump All Files for Remote

Gromacsを実行せず、Gromacsの計算に必要なファイルを保存だけする機能です。本機能を利用する前に ツール ‣ リモートジョブ投入 ウィンドウを開いてください。

Rerun from xtc

すでに終了した計算から出力されたトラジェクトリ(xtc)ファイルの構造に対し、現在開かれているウィンドウで設定して計算条件を用いてエネルギーのみを計算し、エネルギー（edr）ファイルを取得します。

Open top file

力場を割り当て機能で生成されたtopファイルをテキストエディタで開きます。

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Continue 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。

Overwrites any output file without making a backup in working folder

チェックを入れると、作業フォルダの中に新しいファイルを生成する際に、同名の古いファイルがある場合はバックアップを作成します。ディスク容量確保のため、 Make a Backup of Working Folder にチェックが入っている場合はこの項目のチェックを外すことを推奨します。

Enable detailed parallelization setting

-ntによるトータルスレッド数の指定の代わりに、Thread-MPI(-ntmpi)とOpenMP(-ntomp)の並列数を個々に指定します。

# of Thread-MPI

Thread-MPIの並列数を指定します。

# of OpenMP

OpenMPの並列数を指定します。

Reset

設定をリセットします。

Import

設定ファイルを読み込みます。

Export

設定ファイルを出力します。

6.14.4. Gromacs実行

Gromacsを実行します。 状況に応じて実行方法が異なります。

  • （デフォルト） Continue Simulation にチェックがなく、 力場を割り当て において 自動でパラメータを割り当て を選択した場合

    座標ファイル(拡張子：gro)とトポロジファイル(拡張子：top)を新規に生成してからジョブを開始します。

  • Continue Simulation にチェックがなく、 力場を割り当て において トポロジファイルに書かれたパラメータを使用 を選択した場合

    メインウィンドウで開かれている座標ファイル(拡張子：gro)と、 力場を割り当て で指定したトポロジファイル(拡張子：top)を使用してジョブを開始します。

  • Continue Simulation にチェックがある場合

    メインウィンドウで開かれている座標ファイル(拡張子：gro)に紐づけられた作業フォルダの中にある座標ファイル（ gmx_mdrun_tmp.gro ）とトポロジファイル（ gmx_tmp.top ）を用いてジョブを開始します。

実行に伴い以下のファイルが生成されます。 例として入力ファイルが water.gro の時のファイル/フォルダ名を併記しています。

種類

説明
outファイル
water.out

water.sh の標準出力のテキストファイルです。
shファイル
water.sh
Gromacsとそのプリ・ポスト処理を実行するための
シェルスクリプトです。
conf.shファイル
water_conf.sh
シェルスクリプトのうち、計算内容に依存する設定を抜き出したものです。
batファイル
water.bat

water.sh を実行するためのバッチファイルです。
作業フォルダ
water_gmx_tmp\
作業フォルダです。

作業フォルダには以下のファイルが生成されます。 ここでは主要なファイルのみ示しています。

種類

説明
input.gro
新規ジョブの場合は、実行時に指定したgroファイルが
コピーされたものです。
継続ジョブの場合は、前のジョブのファイルとなります。
gmx.top
新規ジョブの場合は、実行時に指定したtopファイルが
コピーされたものです。
継続ジョブの場合は、前のジョブのファイルとなります。
gmx.mdp
計算条件を指定するファイルです。
gmx_mdrun.tpr
gro, top, mdpファイルから生成する
mdrunの入力ファイルです。
gmx_mdrun.ndx
結果処理のためのインデックスファイルです。
gmx_mdrun.edr
温度・圧力・エネルギー等が納められた
エネルギーファイルです。
gmx_mdrun.gro
最終構造のgroファイルです。
gmx_mdrun.trr
トラジェクトリファイルです。
gmx_mdrun.xtc
圧縮されたトラジェクトリファイルです。
gmx_mdrun.log
mdrunのログファイルです。

ヒント

作業フォルダ

  • 作業フォルダとは、メインウィンドウで開かれているファイルの名前に接尾辞を加えた名前のフォルダです。

    • 接尾辞はソルバの種類により変わります。

    • 例えばGromacsの場合は、メインウィンドウで開かれているファイルが aaa.gro で、接尾辞が _gmx_tmp の場合、作業フォルダの名前は aaa_gmx_tmp となります。

  • メインウィンドウで開かれているファイルと同じ階層に置かれている必要があります。

  • 継続ジョブの時も同名の作業フォルダで処理が流れますが、デフォルトでは継続ジョブの実施直前に、直前のジョブの作業フォルダのバックアップが作成されます。

    • バックアップの名前は、重複する名前が存在しない範囲で一番小さい番号が付いたものになります。例えば、作業フォルダが aaa_gmx_tmp のときは aaa_gmx_tmp1 となります。

    • 番号が付いていないディレクトリが常に最新のものとなります。

ジョブは Winmostar Job Manager を通じて実行されます。

6.14.5. ログを表示 (log)

gmx mdrun のログファイル（ *_gmx_tmp\gmx_tmp_mdrun.log ）をテキストエディタで開きます。

6.14.6. 標準出力を表示

Gromacs実行時のシェルスクリプトの標準出力（ *.out ）をテキストエディタで開きます。

6.14.7. アニメーション

groファイルとtrrファイルを選択し、MD計算のトラジェクトリをアニメーション表示します。

メインウィンドウのファイル名は変化しません。

計算実行中のtrrファイルを開くと、シミュレーションセル内に折りたたまれた座標しか読み込まれません。計算実行後は gmx trjconv -pbc nojump コマンドによりtrrファイルが変換されるため折りたたまれていない座標が読み込まれます。

アニメーション表示の操作方法は アニメーション操作エリア を参照してください。

6.14.8. エネルギー変化

Gromacsが出力したedrファイルを選択し、エネルギー、温度、圧力などの各種熱力学量のグラフを表示します。内部的には gmx energy コマンドが実行されます。詳細な挙動は gmx energy のマニュアルをご確認ください。

サブウィンドウの操作方法は Energy Plotウィンドウ を参照してください。

6.14.9. 最終構造を読み込み

*_gmx_tmp\gmx_tmp_mdrun.gro を開きます。

本機能を使うとメインウィンドウのファイル名は変化しません。

6.14.10. 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。プリセット以外の設定で実行したい場合は、あらかじめ実行したい計算条件を キーワード設定 にて入力し Save ボタンでgmxset形式で保存してください。

6.14.11. 連続ジョブ実行

連続ジョブ設定 の内容に基づきGromacsを連続実行します。

6.14.12. 結果解析

6.14.12.1. 動径分布関数

Gromacsが出力したtrr, tpr, ndxファイルを選択し、動径分布関数を表示します。 内部的には gmx rdf コマンドが実行されます。詳細な挙動は gmx rdf のマニュアルをご確認ください。 動径分布関数は Reference Group と Target Group の間でを計算されます。

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。

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。

Target Group

ここで選択したグループに属する分子・原子に対して物理量を計算します。開いたndxファイルに書かれているグループがここで選択可能です。

Reference Group

動径分布関数などの原子対について計算する物理量の場合だけ出現します。 Target Group と Reference Group の間で物理量が計算されます。

Edit Group

Target GroupおよびReference Groupの内容を調整します。

Create Group (by Element)

Create Group ウィンドウでは、 Extracted Atom Names にチェックを入れて Create ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Create Group (by Selecting Atoms in 3D)

Create Group ウィンドウでは、まず Target で対象となる分子種を選択し、3D表示されている分子の中でグループに登録したい原子をCtrl+クリックまたはCtrl+ドラッグにより青色で選択した状態にします。そして Add をクリックします。グループに登録したい原子を全てAddし OK ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Select ndx File

ndxファイルからGroupを読み込みます。

First Frame

トラジェクトリを読み込む際の開始時間をps単位で指定します。

Last Frame

トラジェクトリを読み込む際の終端時間をps単位で指定します。 Maximum にチェックが入った場合は、最終フレームが指定されます。

Draw

結果解析用プログラムを実行してグラフを表示します。

グラフ描画エリアの操作方法は グラフの操作方法 を参照してください。

6.14.12.2. 自己拡散係数/平均二乗変位

Gromacsが出力したtrr, tpr, ndxファイルを選択し、平均二乗変位と自己拡散係数を表示します。 内部的には gmx msd コマンドが実行されます。詳細な挙動は gmx msd のマニュアルをご確認ください。

Type

noの場合は平均二乗変位を通常通り計算します。x, y, zの場合はそれぞれの軸上で平均二乗変位を計算します。

Diffusion Constant

gmx msd コマンドを使用して時間-平均二乗変位のグラフの傾きから計算された自己拡散係数を表示します。

Target Group

ここで選択したグループに属する分子・原子に対して物理量を計算します。開いたndxファイルに書かれているグループがここで選択可能です。

Reference Group

動径分布関数などの原子対について計算する物理量の場合だけ出現します。 Target Group と Reference Group の間で物理量が計算されます。

Edit Group

Target GroupおよびReference Groupの内容を調整します。

Create Group (by Element)

Create Group ウィンドウでは、 Extracted Atom Names にチェックを入れて Create ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Create Group (by Selecting Atoms in 3D)

Create Group ウィンドウでは、まず Target で対象となる分子種を選択し、3D表示されている分子の中でグループに登録したい原子をCtrl+クリックまたはCtrl+ドラッグにより青色で選択した状態にします。そして Add をクリックします。グループに登録したい原子を全てAddし OK ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Select ndx File

ndxファイルからGroupを読み込みます。

First Frame

トラジェクトリを読み込む際の開始時間をps単位で指定します。

Last Frame

トラジェクトリを読み込む際の終端時間をps単位で指定します。 Maximum にチェックが入った場合は、最終フレームが指定されます。

Draw

結果解析用プログラムを実行してグラフを表示します。

グラフ描画エリアの操作方法は グラフの操作方法 を参照してください。

6.14.12.3. 散乱関数

Gromacsが出力したtrr, tpr, ndxファイルを選択し、散乱関数を表示します。 内部的には gmx saxs コマンドが実行されます。詳細な挙動は gmx saxs のマニュアルをご確認ください。

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。

Target Group

ここで選択したグループに属する分子・原子に対して物理量を計算します。開いたndxファイルに書かれているグループがここで選択可能です。

Reference Group

動径分布関数などの原子対について計算する物理量の場合だけ出現します。 Target Group と Reference Group の間で物理量が計算されます。

Edit Group

Target GroupおよびReference Groupの内容を調整します。

Create Group (by Element)

Create Group ウィンドウでは、 Extracted Atom Names にチェックを入れて Create ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Create Group (by Selecting Atoms in 3D)

Create Group ウィンドウでは、まず Target で対象となる分子種を選択し、3D表示されている分子の中でグループに登録したい原子をCtrl+クリックまたはCtrl+ドラッグにより青色で選択した状態にします。そして Add をクリックします。グループに登録したい原子を全てAddし OK ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Select ndx File

ndxファイルからGroupを読み込みます。

First Frame

トラジェクトリを読み込む際の開始時間をps単位で指定します。

Last Frame

トラジェクトリを読み込む際の終端時間をps単位で指定します。 Maximum にチェックが入った場合は、最終フレームが指定されます。

Draw

結果解析用プログラムを実行してグラフを表示します。

グラフ描画エリアの操作方法は グラフの操作方法 を参照してください。

6.14.12.4. 速度分布

Gromacsが出力したtrr, tpr, ndxファイルを選択し、速度分布を表示します。 内部的には速度を含むanimated groファイルにトラジェクトリを変換してからWinmostar内部でヒストグラムを計算しています。

Norm

速度ベクトルの絶対値について速度分布を計算します。

X/Y/Z

速度ベクトルのx, y, z成分について速度分布を計算します。

# of bins

速度分布関数の分割数を指定します。

Target Group

ここで選択したグループに属する分子・原子に対して物理量を計算します。開いたndxファイルに書かれているグループがここで選択可能です。

Reference Group

動径分布関数などの原子対について計算する物理量の場合だけ出現します。 Target Group と Reference Group の間で物理量が計算されます。

Edit Group

Target GroupおよびReference Groupの内容を調整します。

Create Group (by Element)

Create Group ウィンドウでは、 Extracted Atom Names にチェックを入れて Create ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Create Group (by Selecting Atoms in 3D)

Create Group ウィンドウでは、まず Target で対象となる分子種を選択し、3D表示されている分子の中でグループに登録したい原子をCtrl+クリックまたはCtrl+ドラッグにより青色で選択した状態にします。そして Add をクリックします。グループに登録したい原子を全てAddし OK ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Select ndx File

ndxファイルからGroupを読み込みます。

First Frame

トラジェクトリを読み込む際の開始時間をps単位で指定します。

Last Frame

トラジェクトリを読み込む際の終端時間をps単位で指定します。 Maximum にチェックが入った場合は、最終フレームが指定されます。

Draw

結果解析用プログラムを実行してグラフを表示します。

グラフ描画エリアの操作方法は グラフの操作方法 を参照してください。

6.14.12.5. 速度相関/振動スペクトル

Gromacsが出力したtrr, tpr, ndxファイルを選択し、速度相関関数および振動スペクトルを表示します。 内部的には gmx velacc コマンドが実行されます。詳細な挙動は gmx velacc のマニュアルをご確認ください。

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。

Target Group

ここで選択したグループに属する分子・原子に対して物理量を計算します。開いたndxファイルに書かれているグループがここで選択可能です。

Reference Group

動径分布関数などの原子対について計算する物理量の場合だけ出現します。 Target Group と Reference Group の間で物理量が計算されます。

Edit Group

Target GroupおよびReference Groupの内容を調整します。

Create Group (by Element)

Create Group ウィンドウでは、 Extracted Atom Names にチェックを入れて Create ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Create Group (by Selecting Atoms in 3D)

Create Group ウィンドウでは、まず Target で対象となる分子種を選択し、3D表示されている分子の中でグループに登録したい原子をCtrl+クリックまたはCtrl+ドラッグにより青色で選択した状態にします。そして Add をクリックします。グループに登録したい原子を全てAddし OK ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Select ndx File

ndxファイルからGroupを読み込みます。

First Frame

トラジェクトリを読み込む際の開始時間をps単位で指定します。

Last Frame

トラジェクトリを読み込む際の終端時間をps単位で指定します。 Maximum にチェックが入った場合は、最終フレームが指定されます。

Draw

結果解析用プログラムを実行してグラフを表示します。

グラフ描画エリアの操作方法は グラフの操作方法 を参照してください。

6.14.12.6. 比誘電率/双極子モーメント

Gromacsが出力したtrr, tpr, ndxファイルを選択し、比誘電率または双極子モーメントの分布・ヒストグラムを表示します。 内部的には gmx dipoles コマンドが実行されます。詳細な挙動は gmx dipoles のマニュアルをご確認ください。

Dielectric constant

比誘電率をプロットします。グラフ中の最終時刻におけるepsilonの値が、その計算から得られた比誘電率となります。グラフの下にはその値が出力されます。

Total dipole moment

Target Groupに所属する分子の双極子モーメントの時間変化をプロットします。

Histogram of total dipole moment

Target Groupに所属する分子の双極子モーメントの分布をプロットします。

Autocorrelation function of dipole moment

双極子モーメントの自己相関関数をプロットします。双極子モーメントの定義はDefinitionで選択します。

Target Group

ここで選択したグループに属する分子・原子に対して物理量を計算します。開いたndxファイルに書かれているグループがここで選択可能です。

Reference Group

動径分布関数などの原子対について計算する物理量の場合だけ出現します。 Target Group と Reference Group の間で物理量が計算されます。

Edit Group

Target GroupおよびReference Groupの内容を調整します。

Create Group (by Element)

Create Group ウィンドウでは、 Extracted Atom Names にチェックを入れて Create ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Create Group (by Selecting Atoms in 3D)

Create Group ウィンドウでは、まず Target で対象となる分子種を選択し、3D表示されている分子の中でグループに登録したい原子をCtrl+クリックまたはCtrl+ドラッグにより青色で選択した状態にします。そして Add をクリックします。グループに登録したい原子を全てAddし OK ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Select ndx File

ndxファイルからGroupを読み込みます。

First Frame

トラジェクトリを読み込む際の開始時間をps単位で指定します。

Last Frame

トラジェクトリを読み込む際の終端時間をps単位で指定します。 Maximum にチェックが入った場合は、最終フレームが指定されます。

Draw

結果解析用プログラムを実行してグラフを表示します。

グラフ描画エリアの操作方法は グラフの操作方法 を参照してください。

6.14.12.7. 粘度

Gromacsが出力したtrr, tpr, ndxファイルを選択し、粘度を表示します。 内部的には gmx tcaf コマンドが実行されます。詳細な挙動は gmx tcaf のマニュアルをご確認ください。

Target Group

ここで選択したグループに属する分子・原子に対して物理量を計算します。開いたndxファイルに書かれているグループがここで選択可能です。

Reference Group

動径分布関数などの原子対について計算する物理量の場合だけ出現します。 Target Group と Reference Group の間で物理量が計算されます。

Edit Group

Target GroupおよびReference Groupの内容を調整します。

Create Group (by Element)

Create Group ウィンドウでは、 Extracted Atom Names にチェックを入れて Create ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Create Group (by Selecting Atoms in 3D)

Create Group ウィンドウでは、まず Target で対象となる分子種を選択し、3D表示されている分子の中でグループに登録したい原子をCtrl+クリックまたはCtrl+ドラッグにより青色で選択した状態にします。そして Add をクリックします。グループに登録したい原子を全てAddし OK ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Select ndx File

ndxファイルからGroupを読み込みます。

First Frame

トラジェクトリを読み込む際の開始時間をps単位で指定します。

Last Frame

トラジェクトリを読み込む際の終端時間をps単位で指定します。 Maximum にチェックが入った場合は、最終フレームが指定されます。

Draw

結果解析用プログラムを実行してグラフを表示します。

グラフ描画エリアの操作方法は グラフの操作方法 を参照してください。

6.14.12.8. 密度分布

Gromacsが出力したtrr, tpr, ndxファイルを選択し、密度分布を表示します。 内部的には gmx density コマンドが実行されます。詳細な挙動は gmx density のマニュアルをご確認ください。

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。

Axis

密度分布を算出する方向を指定します。

# of slices

密度分布のグラフの点数を指定します。

Definition

密度の定義を指定します。

Target Group

ここで選択したグループに属する分子・原子に対して物理量を計算します。開いたndxファイルに書かれているグループがここで選択可能です。

Reference Group

動径分布関数などの原子対について計算する物理量の場合だけ出現します。 Target Group と Reference Group の間で物理量が計算されます。

Edit Group

Target GroupおよびReference Groupの内容を調整します。

Create Group (by Element)

Create Group ウィンドウでは、 Extracted Atom Names にチェックを入れて Create ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Create Group (by Selecting Atoms in 3D)

Create Group ウィンドウでは、まず Target で対象となる分子種を選択し、3D表示されている分子の中でグループに登録したい原子をCtrl+クリックまたはCtrl+ドラッグにより青色で選択した状態にします。そして Add をクリックします。グループに登録したい原子を全てAddし OK ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Select ndx File

ndxファイルからGroupを読み込みます。

First Frame

トラジェクトリを読み込む際の開始時間をps単位で指定します。

Last Frame

トラジェクトリを読み込む際の終端時間をps単位で指定します。 Maximum にチェックが入った場合は、最終フレームが指定されます。

Draw

結果解析用プログラムを実行してグラフを表示します。

グラフ描画エリアの操作方法は グラフの操作方法 を参照してください。

6.14.12.9. 自由体積

Gromacsが出力したtrr, tpr, ndxファイルを選択し、密度分布を表示します。 内部的には gmx freevolume コマンドが実行されます。詳細な挙動は gmx freevolume のマニュアルをご確認ください。

Radius of probe

自由体積算出時に系にランダムに挿入される仮想プローブ粒子の半径を指定します。

# of probe insertions

仮想プローブ粒子の挿入回数を指定します。

Random seed

仮想プローブ粒子を挿入する位置を決める乱数の種を指定します。

Target Group

ここで選択したグループに属する分子・原子に対して物理量を計算します。開いたndxファイルに書かれているグループがここで選択可能です。

Reference Group

動径分布関数などの原子対について計算する物理量の場合だけ出現します。 Target Group と Reference Group の間で物理量が計算されます。

Edit Group

Target GroupおよびReference Groupの内容を調整します。

Create Group (by Element)

Create Group ウィンドウでは、 Extracted Atom Names にチェックを入れて Create ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Create Group (by Selecting Atoms in 3D)

Create Group ウィンドウでは、まず Target で対象となる分子種を選択し、3D表示されている分子の中でグループに登録したい原子をCtrl+クリックまたはCtrl+ドラッグにより青色で選択した状態にします。そして Add をクリックします。グループに登録したい原子を全てAddし OK ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Select ndx File

ndxファイルからGroupを読み込みます。

First Frame

トラジェクトリを読み込む際の開始時間をps単位で指定します。

Last Frame

トラジェクトリを読み込む際の終端時間をps単位で指定します。 Maximum にチェックが入った場合は、最終フレームが指定されます。

Draw

結果解析用プログラムを実行してグラフを表示します。

グラフ描画エリアの操作方法は グラフの操作方法 を参照してください。

6.14.12.10. Hildebrand溶解度パラメータ

Gromacsが出力したedr, groファイルから、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。 Hildebrand溶解度パラメータの算出に必要な凝集エネルギー、密度（比体積）、圧縮率の取得には、 gmx energy コマンドが実行されます。

6.14.12.11. χ/DPDパラメータ

Gromacsが出力したedr, groファイルから、χパラメータ・DPD aijパラメータを算出します。2つの成分の気相と液相それぞれの計算結果が必要です。 内部的には Hildebrand溶解度パラメータ で計算した値を用います。

6.14.12.12. 距離/角度/二面角分布

Gromacsが出力したtrr, tpr, ndxファイルを選択し、選択グループ間の距離、角度、または二面角の分布を表示します。 内部的には gmx distance コマンド（距離）または gmx angle コマンド（角度、二面角）が実行されます。詳細な挙動は gmx distance 、 gmx angle のマニュアルをご確認ください。

Type

プロットする値の種類（bond, angle, dihedral, improperまたはryckaert-bellmemans）を選択します。

Calculate for marked atoms

メインウィンドウでマーカーが付いた原子間で距離、角度、または二面角を計算します。

Calculate for target group

Target Groupで選択したndxファイルを使用して距離、角度、または二面角を計算します。

Calculate for

選択したangletypeまたはdihedraltypeに関して角度または二面角を計算します。

Target Group

ここで選択したグループに属する分子・原子に対して物理量を計算します。開いたndxファイルに書かれているグループがここで選択可能です。

Reference Group

動径分布関数などの原子対について計算する物理量の場合だけ出現します。 Target Group と Reference Group の間で物理量が計算されます。

Edit Group

Target GroupおよびReference Groupの内容を調整します。

Create Group (by Element)

Create Group ウィンドウでは、 Extracted Atom Names にチェックを入れて Create ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Create Group (by Selecting Atoms in 3D)

Create Group ウィンドウでは、まず Target で対象となる分子種を選択し、3D表示されている分子の中でグループに登録したい原子をCtrl+クリックまたはCtrl+ドラッグにより青色で選択した状態にします。そして Add をクリックします。グループに登録したい原子を全てAddし OK ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Select ndx File

ndxファイルからGroupを読み込みます。

First Frame

トラジェクトリを読み込む際の開始時間をps単位で指定します。

Last Frame

トラジェクトリを読み込む際の終端時間をps単位で指定します。 Maximum にチェックが入った場合は、最終フレームが指定されます。

Draw

結果解析用プログラムを実行してグラフを表示します。

グラフ描画エリアの操作方法は グラフの操作方法 を参照してください。

6.14.12.13. 水素結合解析

Gromacsが出力したtrr, tpr, ndxファイルを選択し、選択グループ間の水素結合を解析します。 内部的には gmx hbond コマンドが実行されます。詳細な挙動は gmx hbond のマニュアルをご確認ください。

Type

プロットする値の種類を選択します。

Cutoff angle

水素結合を判定する際の水素-ドナー-アクセプター間角度のカットオフ値を指定します。

Cutoff distance

水素結合を判定する際のドナー-アクセプター間距離のカットオフ値を指定します。

Target Group

ここで選択したグループに属する分子・原子に対して物理量を計算します。開いたndxファイルに書かれているグループがここで選択可能です。

Reference Group

動径分布関数などの原子対について計算する物理量の場合だけ出現します。 Target Group と Reference Group の間で物理量が計算されます。

Edit Group

Target GroupおよびReference Groupの内容を調整します。

Create Group (by Element)

Create Group ウィンドウでは、 Extracted Atom Names にチェックを入れて Create ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Create Group (by Selecting Atoms in 3D)

Create Group ウィンドウでは、まず Target で対象となる分子種を選択し、3D表示されている分子の中でグループに登録したい原子をCtrl+クリックまたはCtrl+ドラッグにより青色で選択した状態にします。そして Add をクリックします。グループに登録したい原子を全てAddし OK ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Select ndx File

ndxファイルからGroupを読み込みます。

First Frame

トラジェクトリを読み込む際の開始時間をps単位で指定します。

Last Frame

トラジェクトリを読み込む際の終端時間をps単位で指定します。 Maximum にチェックが入った場合は、最終フレームが指定されます。

Draw

結果解析用プログラムを実行してグラフを表示します。

グラフ描画エリアの操作方法は グラフの操作方法 を参照してください。

6.14.12.14. 原子/グループ間距離変化

Gromacsが出力したtrr, tpr, ndxファイルを選択し、特定原子間または特定原子グループ間の距離の変化を解析します。 内部的には gmx distance コマンドが実行されます。詳細な挙動は gmx distanceコマンド のマニュアルをご確認ください。

Definition of distance

距離の定義を選択します。「COMs of Reference and Target Groups」の場合は、Reference Groupで選択したグループの重心とTarget Groupで選択したグループの重心の間の距離を算出します。「Odd and even atoms in Target Group」の場合は、Target Groupに指定されたグループに定義されている、奇数の原子と偶数の原子の間の距離を算出します。

Component

プロットする距離の種類を選択します。

Use periodic boundary condition

距離の算出時に周期境界条件を適用します。

Target Group

ここで選択したグループに属する分子・原子に対して物理量を計算します。開いたndxファイルに書かれているグループがここで選択可能です。

Reference Group

動径分布関数などの原子対について計算する物理量の場合だけ出現します。 Target Group と Reference Group の間で物理量が計算されます。

Edit Group

Target GroupおよびReference Groupの内容を調整します。

Create Group (by Element)

Create Group ウィンドウでは、 Extracted Atom Names にチェックを入れて Create ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Create Group (by Selecting Atoms in 3D)

Create Group ウィンドウでは、まず Target で対象となる分子種を選択し、3D表示されている分子の中でグループに登録したい原子をCtrl+クリックまたはCtrl+ドラッグにより青色で選択した状態にします。そして Add をクリックします。グループに登録したい原子を全てAddし OK ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Select ndx File

ndxファイルからGroupを読み込みます。

First Frame

トラジェクトリを読み込む際の開始時間をps単位で指定します。

Last Frame

トラジェクトリを読み込む際の終端時間をps単位で指定します。 Maximum にチェックが入った場合は、最終フレームが指定されます。

Draw

結果解析用プログラムを実行してグラフを表示します。

グラフ描画エリアの操作方法は グラフの操作方法 を参照してください。

6.14.12.15. RMSD

Gromacsが出力したtrr, tpr, ndxファイルを選択し、RMSD（主にタンパク向け）を表示します。 内部的には gmx rms コマンドが実行されます。詳細な挙動は gmx rms のマニュアルをご確認ください。

Group

ここでチェックを入れた成分について結果が出力されます。通常は Backbone を選択します。

Target Group

ここで選択したグループに属する分子・原子に対して物理量を計算します。開いたndxファイルに書かれているグループがここで選択可能です。

Reference Group

動径分布関数などの原子対について計算する物理量の場合だけ出現します。 Target Group と Reference Group の間で物理量が計算されます。

Edit Group

Target GroupおよびReference Groupの内容を調整します。

Create Group (by Element)

Create Group ウィンドウでは、 Extracted Atom Names にチェックを入れて Create ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Create Group (by Selecting Atoms in 3D)

Create Group ウィンドウでは、まず Target で対象となる分子種を選択し、3D表示されている分子の中でグループに登録したい原子をCtrl+クリックまたはCtrl+ドラッグにより青色で選択した状態にします。そして Add をクリックします。グループに登録したい原子を全てAddし OK ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Select ndx File

ndxファイルからGroupを読み込みます。

First Frame

トラジェクトリを読み込む際の開始時間をps単位で指定します。

Last Frame

トラジェクトリを読み込む際の終端時間をps単位で指定します。 Maximum にチェックが入った場合は、最終フレームが指定されます。

Draw

結果解析用プログラムを実行してグラフを表示します。

グラフ描画エリアの操作方法は グラフの操作方法 を参照してください。

6.14.12.16. 慣性半径

Gromacsが出力したtrr, tpr, ndxファイルを選択し、回転半径（主にタンパク向け）を表示します。 内部的には gmx gyrate コマンドが実行されます。詳細な挙動は gmx gyrate のマニュアルをご確認ください。

Group

ここでチェックを入れた成分について結果が出力されます。通常はBackboneを選択します。

Target Group

ここで選択したグループに属する分子・原子に対して物理量を計算します。開いたndxファイルに書かれているグループがここで選択可能です。

Reference Group

動径分布関数などの原子対について計算する物理量の場合だけ出現します。 Target Group と Reference Group の間で物理量が計算されます。

Edit Group

Target GroupおよびReference Groupの内容を調整します。

Create Group (by Element)

Create Group ウィンドウでは、 Extracted Atom Names にチェックを入れて Create ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Create Group (by Selecting Atoms in 3D)

Create Group ウィンドウでは、まず Target で対象となる分子種を選択し、3D表示されている分子の中でグループに登録したい原子をCtrl+クリックまたはCtrl+ドラッグにより青色で選択した状態にします。そして Add をクリックします。グループに登録したい原子を全てAddし OK ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Select ndx File

ndxファイルからGroupを読み込みます。

First Frame

トラジェクトリを読み込む際の開始時間をps単位で指定します。

Last Frame

トラジェクトリを読み込む際の終端時間をps単位で指定します。 Maximum にチェックが入った場合は、最終フレームが指定されます。

Draw

結果解析用プログラムを実行してグラフを表示します。

グラフ描画エリアの操作方法は グラフの操作方法 を参照してください。

6.14.12.17. Ramachandranプロット

Gromacsが出力したtrr, tpr, ndxファイルを選択し、各アミノ酸残基のRamachandranプロットを表示します。 内部的には gmx rama コマンドが実行されます。詳細な挙動は gmx rama のマニュアルをご確認ください。

Residue

ここで選択した残基のRamachandranプロットが出力されます。

Target Group

ここで選択したグループに属する分子・原子に対して物理量を計算します。開いたndxファイルに書かれているグループがここで選択可能です。

Reference Group

動径分布関数などの原子対について計算する物理量の場合だけ出現します。 Target Group と Reference Group の間で物理量が計算されます。

Edit Group

Target GroupおよびReference Groupの内容を調整します。

Create Group (by Element)

Create Group ウィンドウでは、 Extracted Atom Names にチェックを入れて Create ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Create Group (by Selecting Atoms in 3D)

Create Group ウィンドウでは、まず Target で対象となる分子種を選択し、3D表示されている分子の中でグループに登録したい原子をCtrl+クリックまたはCtrl+ドラッグにより青色で選択した状態にします。そして Add をクリックします。グループに登録したい原子を全てAddし OK ボタンを押すと、ndxファイルにグループが追加されます。 Close ボタンを押すと Target Group や Reference Group に追加したグループが追加されます。

Select ndx File

ndxファイルからGroupを読み込みます。

First Frame

トラジェクトリを読み込む際の開始時間をps単位で指定します。

Last Frame

トラジェクトリを読み込む際の終端時間をps単位で指定します。 Maximum にチェックが入った場合は、最終フレームが指定されます。

Draw

結果解析用プログラムを実行してグラフを表示します。

グラフ描画エリアの操作方法は グラフの操作方法 を参照してください。

6.14.13. トラジェクトリを編集

Gromacsが出力したtrrまたはxtcファイルのトラジェクトリデータについて、間引き、回転、空間分布関数の算出などの操作を行います。 内部的には gmx trjconv コマンドが実行されます。詳細な挙動は gmx trjconv のマニュアルをご確認ください。 Execute ボタンで処理を開始します。

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:guilabel: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。

6.14.14. ER法実行

エネルギー表示(ER)法を使用して溶媒和自由エネルギーを計算します。

  1. 事前に以下3つ系の計算をGromacsで実行し、それぞれの作業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。

    1. Solution system（溶質分子1個＋溶媒分子多数）

    2. Solvent system（溶媒分子多数）

    3. Solute system（溶質分子1個）

  2. Solution タブでA. Solution systemの作業フォルダをドラッグアンドドロップします。または、xtc, log, topファイルそれぞれの欄で ... ボタンを押して個々のファイルを読み込みます。

  3. 同様に Solvent タブでB. Solvent systemのファイルを選択します。

  4. 同様に Solute タブでC. Solute systemのファイルを選択します。xtcファイルを指定した場合は、溶質がフレキシブルモデル、pdbまたはgroファイルを指定した場合は、剛体モデルとして扱われます。

  5. Solute Name において溶質の分子名を選択します。

  6. 必要に応じて、 Options ボタンから自由エネルギー計算時のMPI並列数など指定します。

  7. 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。Cygwin上で ermod が流れます。

  8. 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 リモートジョブ にて Program に ermod を指定し実行します。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 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、結果がリモートサーバから転送されます。

  9. 自由エネルギー計算終了後、結果の表示するには ER法結果読み込み メニューを選択します。

ヒント

WinmostarではサポートされていないERmodの機能を用いて解析を行う場合は、以下の手順で解析することも可能です。

  1. まずは、溶液、溶媒のみ、溶質のみのMDをWinmostarで計算します。それらの手順は、ER法を用いたチュートリアルを参考にしてください。

  2. ERmod公式HPの Quick Start Guide の「Generate input configuration for running ermod」以降の手順に従って操作をします。Winmostarの[ツール]-[Cygwin]をクリックすると、Cygwinのターミナルが起動し、そこではGromacs, ERmod等のインストールが完了しています。手順中の「(ERmod directory)」はCygwin上では /usr/local/ermod となります。 etohsolution.top は溶液の計算開始時に保存されたtopファイルとなります。 solution_run.xtc や solution_run.log などのxtc, logファイルは、それぞれ溶液、溶媒のみ、溶質のみのMDの作業フォルダに収められているものをご使用ください。

6.14.15. 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。選択後、 ER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 にて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。

6.14.16. BAR法実行

Bennett Acceptance Ratio(BAR)法を使用して溶媒和自由エネルギーを計算します。

  1. 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。平衡化の各ステップおよび平衡状態の計算の全ての作業フォルダを残しておきます。

  2. BAR法実行 を選択します。

  3. 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。

  4. 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。 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。

  5. Start を押すと、各λのMD計算が実行されます。

  6. 各λのMD計算の終了後、結果の表示するには BAR法結果読み込み を選択します。

6.14.17. 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。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。

バックグラウンドで gmx bar が実行され、結果が表示されます。詳細な挙動は gmx bar のマニュアルをご確認ください。

Unit にて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、 gmx bar のログファイルが表示されます。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。