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abin007

银虫 (初入文坛)

[交流] 【讨论】分子模拟中力场参数的调节讨论已有3人参与

经验力场在分子模拟中的重要性不用我多说了,但困惑我们的是,当我们的结构在现有力场中找不到参数时,或者是即使找到了力场参数,模拟结果并不准确,这时候调整立场参数成了不可避免的问题。
    问题的复杂性在于,这么多的力场参数,从哪儿下手?怎么调整?而且有时候是牵一发而动全身啊。我最近涉及到了这一个问题,就我的经验跟大家交流交流,希望得到大家的响应。
    就我的例子而言,如果想要修改二面角参数,首先第一步是取消二面角中1-4原子间的静电力和范德华力,可以这样比方:1-4原子间的非键力像是一个大小可变的盒子的尺寸,如果盒子里面的系统始终小于盒子,那么该盒子大小的变化不会带来多大的系统变化;一旦盒子里面的系统要主动变大时(就像我们调整二面角的参数时),这时该盒子的尺寸就会发挥较明显的限制作用了。因此,如果我们希望调整二面角的力场参数并能看到明显地效果时,应该取消1-4原子间的非键力。不知我这个比喻是否恰当。
   接下来,我的办法就比较笨了,逐一调整二面角的力参数,来比较最终结果,有时候会添加或删除一些二面角参数。我的原则是,二面角的个数从少到多,不要刚开始就一股脑儿地把所有的二面角都用上。
   以上就是我跟大家分享的浅薄经验,希望能跟大家继续交流这个话题。
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043114076

木虫 (正式写手)

★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
ghcacj(金币+3): 谢谢 2011-02-16 13:04:28
不太理解你那个盒子的比喻,能不能再详细解释一下。
你说的取消1-4原子间的静电力和范德华力,据我了解,很多力场本身就将1-4原子间的非键作用定义为0。不明白你说的取消的意思
2楼2011-02-14 10:26:04
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abin007

银虫 (初入文坛)

★ ★ ★ ★
zh1987hs(金币+4): 谢谢 2011-02-18 22:53:52
引用回帖:
Originally posted by 043114076 at 2011-02-14 10:26:04:
不太理解你那个盒子的比喻,能不能再详细解释一下。
你说的取消1-4原子间的静电力和范德华力,据我了解,很多力场本身就将1-4原子间的非键作用定义为0。不明白你说的取消的意思

谢谢回复,是的,这可能跟我用的软件有关,在NAMD中使用charmm力场时,是可以调节1-4原子间的非键力的,比如说对1-4原子间的静电力的调节,可以设定一个0-1之间的标定参数,我就是在设定这个标定参数和调节二面角的力场参数上卡壳了,我刚开始使用的标定参数为1,就是完全考虑静电力,在这样的状况下怎么调节二面角的力场参数都不能达到理想值,当我取消1-4原子间的所有非键力时,发现结构对二面角力场参数的响应变得比较明显了。当找到最佳的力场参数时,再加上1-4原子间的非键力,结构依然保持较好。我上述的盒子的比喻不太成熟,大家不用在意也罢。
3楼2011-02-14 21:40:25
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043114076

木虫 (正式写手)

★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
ghcacj(金币+3): 谢谢 2011-02-16 13:04:38
我上面犯了一个错误。很多力场将1-4原子间的非键作用因子定义为0.5 而不是0。
1-4原子间的非键作用因子应该从力场文献中找,而不是自己去优化。力场在拟合时已经规定了1-4原子间的非键作用因子。
4楼2011-02-15 09:21:12
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xiaowu759

铁杆木虫 (著名写手)

★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
ghcacj(金币+2): 谢谢 2011-02-16 13:04:48
我的理解是,做微小范围的调节是允许的,否则需要重新参数化
5楼2011-02-15 09:59:23
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abin007

银虫 (初入文坛)

引用回帖:
Originally posted by 043114076 at 2011-02-15 09:21:12:
我上面犯了一个错误。很多力场将1-4原子间的非键作用因子定义为0.5 而不是0。
1-4原子间的非键作用因子应该从力场文献中找,而不是自己去优化。力场在拟合时已经规定了1-4原子间的非键作用因子。

能否说得更详细一点,或者举个例子来展示某个力场提供的1-4原子间的非键作用因子,鉴于我经验不足,还没有看到过相关的信息。

另外,我们有时候碰到的结构可能现成的力场中会缺失部分参数,所以需要自己来优化参数
6楼2011-02-16 01:02:22
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043114076

木虫 (正式写手)

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
ghcacj(金币+7): 谢谢 2011-02-16 13:05:09
In OPLS-AA, such nonbonded intramolecular interactions are described by the same parameters used in intermolecular
interactions, only scaled by a factor of 0.5.
这句话来自于文献:Molecular Force Field for Ionic Liquids Composed of Triflate or Bistriflylimide Anions
Jose´ N. Canongia Lopes, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 16893-16898

我看了OPLS拟合的文献,好像也是有这样的定义。
当然不同的力场,定义1-4相互作用也不同。以下是以“charmm 1-4 interaction”在google中搜到的结果,也许对你有用:
LJ and electrostatic interactions between 1-4 neighbors are calculated, but can be modified compared to more distant pairs (different LJ interactions, scaling of electrostatic interactions). The details depend on the specific force field used. E.g., in the older polar hydrogen force field ("param19", electrostatic interactions and forces between 1-4 neighbors were scaled by 0.4, whereas in the current all-atom force field(s) ("param22", "param27", electrostatic energies and forces are used as is. This scaling factor is controlled by one of the many options to the ENERgy command, E14Fac. Thus, for calculations with the old, polar-hydrogen "param19" force field, E14Fac should be set to 0.4; for calculations with the current "param22/27" force field it should be set to 1.0.
来源:http://www.charmmtutorial.org/index.php/The_Energy_Function
所以我觉得你应该好好查查charmm的使用说明。
7楼2011-02-16 09:06:19
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abin007

银虫 (初入文坛)

引用回帖:
Originally posted by 043114076 at 2011-02-16 09:06:19:
In OPLS-AA, such nonbonded intramolecular interactions are described by the same parameters used in intermolecular
interactions, only scaled by a factor of 0.5.
这句话来自于文献:Molecular Force  ...

谢谢你的回复,获益多多啊
8楼2011-02-17 00:47:12
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