输入命令

SPONGE 1.4 的 CudaSPONGE 输入命令、参数类型、默认值和常用设置说明。

示例

`命令名`：类型->`默认值`

※※※※※

类型项目：

英文名	中文名	备注
float	浮点数	基本类型
int	整数	基本类型
string	字符串	基本类型
enum	选项	可选值详见具体命令
bool	布尔值	0 或1
file	文件名	文件路径中不要存在空格
CV	CV	由`cv_in_file`定义的CV
【类型1】【符号】【类型2】	由【符号】分割的【类型1】和【类型2】	例：“int int”表示由空格分割的两个整数
[【类型】]	以空格分割的一连串的【类型】	例：”[int]“表示一连串的整数
【类型】【符号】…【符号】【类型】	以【符号】分割的一连串的【类型】	例：“float/…/float”表示一连串以”/“分割的浮点数

※的数量表示该命令需要设定的频率

※数	设定频率
※	开发测试时设定
※※	使用时很少设定
※※※	使用时根据体系设定
※※※※	使用时经常设定
※※※※※	使用时通常设定

MD核心

系统信息

`mdin`：file->`mdin.txt`

※※※※※ 命令控制输入文件

`cv_in_file`：file

※※※ CV控制输入文件

`pbc`: bool->`1`

※※※ 是否启用周期性边界条件

`mode`: enum

※※※※※ 使用模式

可选值	含义
NVE	NVE系综模拟
NVT	NVT系综模拟
NPT	NPT系综模拟
minimization	能量最小化
rerun	重跑轨迹

`dt`: float->`1e-3`(非最小化); `1e-8`(最小化)

※※※※※ 步长[ps]，仅在非重跑模式下可用

`step_limit`: int->`1000`

※※※※※ 模拟的总步数，仅在非重跑模式下可用

`thermostat`: enum

※※※※※ 使用的控温方式，仅在NVT模式和NPT模式下可用可选值见模块功能

`target_temperature`: float->`300.0`

※※※※ 模拟的系综温度[K]，仅在NVT模式和NPT模式下可用

`barostat`: enum

※※※※※ 使用的控压方式，仅在NPT模式下可用可选值见模块功能

`target_pressure`: float->`1.0`

※※※※ 模拟的系综压强[bar]，仅在NPT模式下可用

`velocity_max`: float->`-1`

※※※ 粒子速度的最大值[22.45 埃/皮秒]，防止某个粒子因为偶然速度过大造成系统崩溃。负数不作检查。

如需设置，300 K下的参考值为20

`default_in_file_prefix`: string

※※※※※ 定义后，xxx_in_file 会自动寻找对应的的文件如coordinate_in_file 会自动寻找default_in_file_prefix_coordinate.txt

`coordinate_in_file`: file

※※※※※ 坐标输入文件

`velocity_in_file`: file

※※※※ 速度输入文件

`mass_in_file`: file

※※ 质量输入文件

`charge_in_file`: file

※※ 电荷输入文件

`residue_in_file`: file

※※ 残基输入文件

`end_pause`: bool->`0`

※※ 结束程序时是否需要额外输入一个回车

`device`: int->`0`

※※※ 使用的GPU设备编号

`dont_check_input`: bool->`0`

※※ 不输出输入产生的警告

不输出警告很危险，请确保你明白这些警告的意义

AMBER兼容

AMBER的文件只在早期测试中使用，并保存了下来，但在后期的功能实现中，很多功能已不支持对AMBER格式文件的读取

`amber_parm7`: file

※※ AMBER格式的拓扑输入文件

`amber_rst7`: file

※※ AMBER格式的坐标输入文件

`amber_irest`: bool->`1`

※ AMBER格式的坐标输入文件的参数，用以下逻辑判断该文件中是否包含速度信息

若设为 0，则无速度信息
若设为 1，则：
- amber_rst7 中不包含时间信息，则无速度信息
- amber_rst7 中包含时间信息，则有速度信息

输出信息

`make_output_whole`: [int-int]

※※※ 使得 make_output_whole 定义的原子对在输出轨迹时映射在同一个周期性边界内

`write_information_interval`: int->`1000`

※※※※ 每隔 write_information_interval 步输出一次轨迹

`write_mdout_interval`: int->`write_information_interval`

※※※ 每隔 write_mdout_interval 步输出一次mdout文件

`write_restart_file_interval`: int->`step_limit`

※※※ 每隔 write_restart_file_interval 步输出一次重开文件

`crd`: file->`mdcrd.dat`

※※※ 轨迹文件

`box`: file->`mdbox.txt`

※※※ 盒子轨迹文件

`rst`: string->`restart`

※※※

若起始坐标通过 amber_rst7 传入，则为输出重开文件名；
若起始坐标通过 coordinate_in_file 传入，则为输出重开文件的前缀

`frc`: file

※※※ 力轨迹文件

`vel`: file

※※※ 速度轨迹文件

轨迹重跑

`frame_limit`: int

※※※ 重跑的总步数

`rerun_start`: int->`0`

※※※ 重跑模式下，从第 rerun_start 帧后开始读轨迹文件

`rerun_strip`: int->`0`

※※※ 重跑模式下，开始之后，每次读轨迹跳过 rerun_strip 帧

非键信息

`skin`: float->`2.0`

※※ 非键”皮肤”厚度[埃] 当某个原子移动超过 skin * skin_permit 以后，将会更新近邻表。近邻表将包含每个原子周围 skin + cutoff 内的粒子

`cutoff`: float->`10.0`

※※※※※ 非键截断距离[埃]

默认参数10.0埃对于非周期性边界条件下的模拟太小

`exclude_in_file`: file

※※ 非键排除表输入文件

近邻表

`neighbor_list_refresh_interval`: int->`0`

※※※ 近邻表更新的间隔步数，若不为正，则任一原子移动超过 skin * neighbor_list_skin_permit 后自动更新

`neighbor_list_max_atom_in_grid_numbers`: int->`80`

※※ 近邻表中每个格子里最多的原子数量，用于分配内存

`neighbor_list_max_neighbor_numbers`: int->`1200`

※※ 每个原子最多近邻数量，用于分配内存

`neighbor_list_skin_permit`: float->`0.5`

※※※ 自动更新近邻表的逻辑里，允许原子移动的skin的比例。当neighbor_list_skin_permit = 0.5时是准确的，更大的值计算会更快但精度会有所下降

PME

`PME_update_interval`: int->`1`

※※※ 多步长更新的设置参数，PME长程部分每间隔PME_Update_Interval步更新一次

`PME_print_detail`: bool->`0`

※※ 将PME各部分的结果详细打印出来

`PME_replaced_by_PMC_IZ`: bool->`0`

※※※ 使用PMC_IZ而非PME进行计算

`PME_fftx`: int->`按1埃每格选取最近的接近4的数`

※※ 傅里叶变化在x方向的格点数

`PME_ffty`: int->`按1埃每格选取最近的接近4的数`

※※ 傅里叶变化在y方向的格点数

`PME_fftz`: int->`按1埃每格选取最近的接近4的数`

※※ 傅里叶变化在z方向的格点数

`PME_Direct_Tolerance`: float->`1e-5`

※※ 两个单位点电荷直接部分硬截断在cutoff处的误差[kcal/mol]

`PME_calculate_reciprocal_part`: bool->`1`

※ 是否计算PME的倒空间部分

`calculate_excluded_part`: bool->`1`

※ 是否计算PME的排除表部分

能量最小化

`minimization_max_move`: float->`0.1`

※※※ 每步移动的最大距离[埃]

`minimization_momentum_keep`: float->`0`

※※※ 最小化时每步保持的动量的比例

`minimization_dynamic_dt`: int->`1`

※※ 是否使用动态步长，1为启用，0为不启用

`minimization_dt_decreasing_rate`: float->`0.01`

※※ 步长动态变化时的下降参数

`minimization_dt_increasing_rate`: float->`1.01 + 0至1的随机数`

※※ 步长动态变化时的上升参数

`minimization_dt_factor`: float->`1e-4 + 1e-2 * 0至1的随机数`

※※※ 步长动态变化时的dt因子

控温

`andersen_thermostat_update_interval`: int->`500`

※※※※ 每隔 andersen_thermostat_update_interval 步随机生成一次速度

`andersen_thermostat_seed`: int->`时间`

※ 随机数种子

`berendsen_thermostat_tau`: float->`1.0`

※※※※ 时间参数[ps]

`berendsen_thermostat_stochastic_term`: bool->`0`

※※※ 是否启用随机修正

`berendsen_thermostat_seed`: int->`时间`

※ 随机修正中使用的随机数种子

`nose_hoover_chain_length`: int->`1`

※※※※ 链长度

`nose_hoover_chain_tau`: float->`1.0`

※※※※ 时间常数[ps]

`nose_hoover_chain_restart_input`: file

※※ 拓展维度的初始速度和坐标

`nose_hoover_chain_restart_output`: file

※※ 拓展维度的最后速度和坐标

`nose_hoover_chain_crd`: file

※※ 拓展维度的坐标轨迹

`nose_hoover_chain_vel`: file

※※※ 拓展维度的速度轨迹

`middle_langevin_gamma`: float->`1.0`

※※※※ 摩擦因子[ps−1\rm ps^{-1}ps−1]

`middle_langevin_seed`: int->`随机整数`

※ 随机数种子

`langevin_gamma`: float->`1.0`

※※※※ 摩擦因子[ps−1\rm ps^{-1}ps−1]

`langevin_seed`: int->`随机整数`

※ 随机数种子

控压

`monte_carlo_barostat_initial_ratio`: float->`0.001`

※※ 初始的每个边长的变化大小与初始每个边长大小的比例

`monte_carlo_barostat_update_interval`: int->`100`

※※ 每隔 monte_carlo_barostat_update_interval 步进行一次体积变化尝试

`monte_carlo_barostat_check_interval`: int->`100`

※※ 每隔 monte_carlo_barostat_check_interval 步进行一次参数检查

`monte_carlo_barostat_molecule_scale`: bool->`1`

※※ 按分子整体控压还是按原子控压

如果设为0且使用了约束算法，可能会有异常表现，使得系统崩溃或体积始终无法达到平衡

`monte_carlo_barostat_accept_rate_low`: float->`30`

※※ 检查时保证蒙卡接受率至少为 monte_carlo_barostat_accept_rate_low %

`monte_carlo_barostat_accept_rate_high`: float->`40`

※※ 检查时保证蒙卡接受率至多为 monte_carlo_barostat_accept_rate_high %

`monte_carlo_barostat_couple_dimension`: enum->`XYZ`

※※※ 蒙卡控制体积的方向的耦合

可选值	含义
XYZ	各向同性
NO	各向异性
XY	XY方向耦合，Z方向独立
XZ	XZ方向耦合，Y方向独立
YZ	YZ方向耦合，X方向独立

`monte_carlo_barostat_only_direction`: enum

※※※ 蒙卡变化时只变化某一维度

可选值	可选值
X	XY
Y	XZ
Z	YZ

你不能做不合法的操作，例如在要求XYZ耦合的同时只变化X维度

`monte_carlo_barostat_surface_number`: int->`0`

※※※ 体系中界面的数量

`monte_carlo_barostat_surface_tension`: float->`0`

※※※ 界面张力[mN/m]

`berendsen_barostat_tau`: float->`1.0`

※※※※ 时间常数[ps]

`berendsen_barostat_compressibility`: float->`4.5e-5`

※※ 压缩系数[bar−1\rm bar^{-1}bar−1]

`berendsen_barostat_stochastic_term`: bool->`0`

※※※ 是否加入随机修正

`berendsen_barostat_update_interval`: int->`10 (不加随机修正); 1 (加随机修正)`

※※ 每隔 berendsen_barostat_update_interval 步进行一次控压

`berendsen_barostat_seed`: int->`时间`

※ 随机修正的随机数种子

`andersen_barostat_tau`: float->`1.0`

※※※※ 时间常数[ps]

`andersen_barostat_compressibility`: float->`4.5e-5`

※※ 压缩系数[bar−1\rm bar^{-1}bar−1]

`andersen_barostat_dV_dt`: float->`0`

※※※ 初始体积变化速度[20.455 A˚3/fs\rm 20.455\ Å^3/fs20.455 A˚3/fs]

力场

力场文件格式请见文件格式

力场形式请见模块功能页

`bond_in_file`: file

※※ 简谐形式键距

`bond_soft_in_file`: file

※※ 软键

`angle_in_file`: file

※※ 简谐形式键角

`urey_bradley_in_file`: file

※※ Urey_Bradley键角

`dihedral_in_file`: file

※※ 周期形式二面角

`improper_in_file`: file

※※ 简谐形式二面角

`nb14_in_file`: file

修正LJ和修正静电形式的14相互作用

`nb14_extra_in_file`: file

※※ 独立LJ参数和修正静电形式的14相互作用

`cmap_in_file`: file

※※ cmap力场

`LJ_in_file`: file

※※ lj力场

`vatom_in_file`: file

※※ 虚拟原子力场

`gb_in_file`: file

只在非周期性边界条件下使用

※※ 最简单的隐式溶剂力场

`listed_forces_in_file`: file

※※ 自定义成键相互作用力场

`pairwise_force_in_file`: file

※※ 自定义非键相互作用力场

限制与约束

`restrain_atom_id`: file

※※※ 位置限制的原子序号

可以使用Xponge中的maskgen功能调用MDAnalysis生成该文件，详见Xponge maskgen -h

`restrain_coordinate_in_file`: file

※※※ 位置限制的参考坐标

`restrain_amber_rst7`: file

※※ 位置限制的参考坐标(amber格式)

`restrain_weight`: float->`20.0`

※※※ 位置限制的力常数[kcal/mol/A2\rm kcal/mol/A^2kcal/mol/A2]

`constrain_mode`: enum

※※※※ 约束模式

可选值	含义
shake	SHAKE算法
simple_constrain	简单约束算法

`constrain_mass`: float->`3.3`(未给constrain_in_file);`0`(给了constrain_in_file)

※※ 质量小于 constrain_mass 的原子的键会被约束

`constrain_in_file`: file

※※ 明确需要约束的键长的文件

在大多数时候这个文件是不需要提供的，因为程序会根据 constrain_mass 自动生成。

`constrain_angle`: bool->`0`

※ 是否对质量小于 constrain_mass 的原子的键角进行约束

启用后，对复杂体系可能会造成约束很难收敛，并且对键角的约束是不物理的，不推荐开启。

`settle_disable`: bool->`0`

※ 是否禁用settle

`simple_constrain_iteration_numbers`: int->`25`

※ 简单约束算法迭代次数

`simple_constrain_step_length`: float->`1`

※ 简单约束算法迭代步长

`shake_iteration_numbers`: int->`25`

※ SHAKE约束算法迭代次数

`shake_step_length`: float->`1`

※ SHAKE约束算法迭代步长

墙

`hard_wall_x_low`: float

※※※ 当某粒子的x分量坐标小于该值时，其x方向的速度变为正

`hard_wall_x_high`: float

※※※ 当某粒子的x分量坐标大于该值时，其x方向的速度变为负

`hard_wall_y_low`: float

※※※ 当某粒子的y分量坐标小于该值时，其y方向的速度变为正

`hard_wall_y_high`: float

※※※ 当某粒子的y分量坐标大于该值时，其y方向的速度变为负

`hard_wall_z_low`: float

※※※ 当某粒子的z分量坐标小于该值时，其z方向的速度变为正

`hard_wall_z_high`: float

※※※ 当某粒子的z分量坐标大于该值时，其z方向的速度变为负

`soft_walls_in_file`: file

※※※ 定义软墙势能函数的文件

选择性温度积分增强抽样

`SITS_mode`: enume

※※※ 模式

可选值	含义
observation	观察模式
iteration	迭代模式
production	生产模式

`SITS_atom_in_file`: file

※※※ 需要增强的原子的文件列表。该命令会使 SITS_atom_numbers 失效

`SITS_atom_numbers`: int

※※※ 需要增强的原子为系统中的前 SITS_atom_numbers 个原子。该命令在 SITS_atom_in_file 命令生效时无效

`SITS_cross_enhance_factor`: float->`0.5`

※※※ AB交叉项的增强系数

`SITS_dihedral_in_file`: file

※※※ 需要增强采样的二面角，格式如同普通dihedral_in_file

以下命令仅在 SITS_mode 为非 observation 时启用

`SITS_k_numbers`: int->`40`

※※※ 温度的份数

`SITS_T_high`: float

※※※ 温度积分的上区间，自动使用 SITS_k_numbers、SITS_T_high 和 SITS_T_low 线性插值获得温度格点

`SITS_T_low`: float

※※※ 温度积分的下区间，自动使用 SITS_k_numbers、SITS_T_high 和 SITS_T_low 线性插值获得温度格点

`SITS_T`: float/../float

※※ 温度的格点。该命令会被 SITS_T_high 和 SITS_T_low 无效

`SITS_record_interval`: int->`1`

※ 每隔SITS_record_interval 步记录一次能量

`SITS_update_interval`: int->`100`

※ 每隔SITS_update_interval 次记录更新一次偏置能的参数

`SITS_pe_a`: float->`1`

※※※ 记录能量时的乘数因子

`SITS_pe_b`: float->`0`

※※※ 记录能量时的平移参数[kcal/mol]

`SITS_fb_bias`: float->`0`

※※ 最终fb的平移因子

`SITS_nk_rest`: bool->`0`(迭代模式);`1`(生产模式)

※ nk参数是否重新读入

`SITS_nk_in_file`: file

※※※ nk参数重新读入文件

`SITS_nk_fix`: bool->`0`(迭代模式);`1`(生产模式)

※ nk参数是否不变

以下命令仅在 SITS_nk_fix 为 0 时启用

`SITS_nk_rest_file`: file->`SITS_nk_rest_file`

※※※ nk重启文件

`SITS_nk_traj_file`: file->`SITS_nk_traj.dat`

※※※ nk轨迹文件

示例

命令名：类型->默认值

MD核心

系统信息

mdin：file->mdin.txt

cv_in_file：file

pbc: bool->1

mode: enum

dt: float->1e-3(非最小化); 1e-8(最小化)

step_limit: int->1000

thermostat: enum

target_temperature: float->300.0

barostat: enum

target_pressure: float->1.0

velocity_max: float->-1

default_in_file_prefix: string

coordinate_in_file: file

velocity_in_file: file

mass_in_file: file

charge_in_file: file

residue_in_file: file

end_pause: bool->0

device: int->0

dont_check_input: bool->0

AMBER兼容

amber_parm7: file

amber_rst7: file

amber_irest: bool->1

输出信息

make_output_whole: [int-int]

write_information_interval: int->1000

write_mdout_interval: int->write_information_interval

write_restart_file_interval: int->step_limit

crd: file->mdcrd.dat

box: file->mdbox.txt

rst: string->restart

frc: file

vel: file

轨迹重跑

frame_limit: int

rerun_start: int->0

rerun_strip: int->0

非键信息

skin: float->2.0

cutoff: float->10.0

exclude_in_file: file

近邻表

neighbor_list_refresh_interval: int->0

neighbor_list_max_atom_in_grid_numbers: int->80

neighbor_list_max_neighbor_numbers: int->1200

neighbor_list_skin_permit: float->0.5

PME

PME_update_interval: int->1

PME_print_detail: bool->0

PME_replaced_by_PMC_IZ: bool->0

PME_fftx: int->按1埃每格选取最近的接近4的数

PME_ffty: int->按1埃每格选取最近的接近4的数

PME_fftz: int->按1埃每格选取最近的接近4的数

PME_Direct_Tolerance: float->1e-5

PME_calculate_reciprocal_part: bool->1

calculate_excluded_part: bool->1

能量最小化

minimization_max_move: float->0.1

minimization_momentum_keep: float->0

minimization_dynamic_dt: int->1

minimization_dt_decreasing_rate: float->0.01

minimization_dt_increasing_rate: float->1.01 + 0至1的随机数

minimization_dt_factor: float->1e-4 + 1e-2 * 0至1的随机数

控温

andersen_thermostat_update_interval: int->500

andersen_thermostat_seed: int->时间

berendsen_thermostat_tau: float->1.0

berendsen_thermostat_stochastic_term: bool->0

berendsen_thermostat_seed: int->时间

nose_hoover_chain_length: int->1

nose_hoover_chain_tau: float->1.0

nose_hoover_chain_restart_input: file

nose_hoover_chain_restart_output: file

nose_hoover_chain_crd: file

nose_hoover_chain_vel: file

`命令名`：类型->`默认值`

`mdin`：file->`mdin.txt`

`cv_in_file`：file

`pbc`: bool->`1`

`mode`: enum

`dt`: float->`1e-3`(非最小化); `1e-8`(最小化)

`step_limit`: int->`1000`

`thermostat`: enum

`target_temperature`: float->`300.0`

`barostat`: enum

`target_pressure`: float->`1.0`

`velocity_max`: float->`-1`

`default_in_file_prefix`: string

`coordinate_in_file`: file

`velocity_in_file`: file

`mass_in_file`: file

`charge_in_file`: file

`residue_in_file`: file

`end_pause`: bool->`0`

`device`: int->`0`

`dont_check_input`: bool->`0`

`amber_parm7`: file

`amber_rst7`: file

`amber_irest`: bool->`1`

`make_output_whole`: [int-int]

`write_information_interval`: int->`1000`

`write_mdout_interval`: int->`write_information_interval`

`write_restart_file_interval`: int->`step_limit`

`crd`: file->`mdcrd.dat`

`box`: file->`mdbox.txt`

`rst`: string->`restart`

`frc`: file

`vel`: file

`frame_limit`: int

`rerun_start`: int->`0`

`rerun_strip`: int->`0`

`skin`: float->`2.0`

`cutoff`: float->`10.0`

`exclude_in_file`: file

`neighbor_list_refresh_interval`: int->`0`

`neighbor_list_max_atom_in_grid_numbers`: int->`80`

`neighbor_list_max_neighbor_numbers`: int->`1200`

`neighbor_list_skin_permit`: float->`0.5`

`PME_update_interval`: int->`1`

`PME_print_detail`: bool->`0`

`PME_replaced_by_PMC_IZ`: bool->`0`

`PME_fftx`: int->`按1埃每格选取最近的接近4的数`

`PME_ffty`: int->`按1埃每格选取最近的接近4的数`

`PME_fftz`: int->`按1埃每格选取最近的接近4的数`

`PME_Direct_Tolerance`: float->`1e-5`

`PME_calculate_reciprocal_part`: bool->`1`

`calculate_excluded_part`: bool->`1`

`minimization_max_move`: float->`0.1`

`minimization_momentum_keep`: float->`0`

`minimization_dynamic_dt`: int->`1`

`minimization_dt_decreasing_rate`: float->`0.01`

`minimization_dt_increasing_rate`: float->`1.01 + 0至1的随机数`

`minimization_dt_factor`: float->`1e-4 + 1e-2 * 0至1的随机数`

`andersen_thermostat_update_interval`: int->`500`

`andersen_thermostat_seed`: int->`时间`

`berendsen_thermostat_tau`: float->`1.0`

`berendsen_thermostat_stochastic_term`: bool->`0`

`berendsen_thermostat_seed`: int->`时间`

`nose_hoover_chain_length`: int->`1`

`nose_hoover_chain_tau`: float->`1.0`

`nose_hoover_chain_restart_input`: file

`nose_hoover_chain_restart_output`: file

`nose_hoover_chain_crd`: file

`nose_hoover_chain_vel`: file

`middle_langevin_gamma`: float->`1.0`

`middle_langevin_seed`: int->`随机整数`

`langevin_gamma`: float->`1.0`

`langevin_seed`: int->`随机整数`

`monte_carlo_barostat_initial_ratio`: float->`0.001`

`monte_carlo_barostat_update_interval`: int->`100`

`monte_carlo_barostat_check_interval`: int->`100`

`monte_carlo_barostat_molecule_scale`: bool->`1`

`monte_carlo_barostat_accept_rate_low`: float->`30`

`monte_carlo_barostat_accept_rate_high`: float->`40`

`monte_carlo_barostat_couple_dimension`: enum->`XYZ`