Gromacs的学习以及应用（二）

这里的参考文献是ACS Energy Lett. 2021, 6, 2704−2712，下图是对其中SI的分子动力学计算部分的截图，可以看一下如果要复现这篇文章，需要哪些东西：

一点一点的分析，这篇博客的主要内容就是我的学习笔记了。

这里有个疑问，为啥他在计算的时候会用Amber的力场，Amber力场里面不都不包含这些原子类型吗？而且我能看到的教程也好，博客也好亦或是讨论的帖子都在说Amber力场适合用于生物大分子，对这种有机溶液体系难道不应该是OPLS力场更合适吗。

工作流

这里有一个我找到的工作流，这个工作流应该可以给我很多启发。这里需要弄清楚其中这些指令的用法。

OPC model-水模型

可以看看这篇文章

gromacs使用额外水模型 - 简书 (jianshu.com)

文章中给出了OPC水模型的topl文件内容：

[ atomtypes ]
OW            OW      0.0000  0.0000  A   3.16655e-01  8.903586e-01
HW            HW      0.0000  0.0000  A   0.00000e+00  0.00000e+00
MW            MW      0.0000  0.0000  A   0.00000e+00  0.00000e+00

[ moleculetype ]
; molname       nrexcl
SOL             2

[ atoms ]
; id  at type     res nr  res name  at name  cg nr  charge    mass
  1   OW          1       SOL       OW       1       0        16.00000
  2   HW          1       SOL       HW1      1       0.67914   1.00800
  3   HW          1       SOL       HW2      1       0.67914   1.00800
  4   MW          1       SOL       MW       1      -1.35828   0.00000

#ifndef FLEXIBLE

[ settles ]
; i     funct   doh     dhh
1       1       0.08724 0.13712

#else

[ bonds ]
; i     j       funct   length  force.c.
1       2       1       0.08724 502416.0 0.08724        502416.0
1       3       1       0.08724 502416.0 0.08724        502416.0

[ angles ]
; i     j       k       funct   angle   force.c.
2       1       3       1       103.6   628.02  103.6  628.02

#endif


[ virtual_sites3 ]
; Vsite from                    funct   a               b
4       1       2       3       1       0.147722363     0.147722363


[ exclusions ]
1       2       3       4
2       1       3       4
3       1       2       4
4       1       2       3


; The position of the virtual site is computed as follows:
;
;               O
;             
;               V
;         
;       H               H
;
; Ewald OPC:
; const = distance (OV) / [ cos (angle(VOH))    * distance (OH) ]
;         0.01594 nm     / [ cos (51.8 deg)     * 0.0872433 nm    ]
;       then a = b = 0.5 * const = 0.147722363
;
; Vsite pos x4 = x1 + a*(x2-x1) + b*(x3-x1)

这里关于水模型的特点，还需要进一步的理解，这里贴一下sobereva大佬的解释，是下面这篇帖子中他的回复：

上面很多说法都过时了
目前最佳的非可极化三点水模型是TIP3P-FB或OPC3（二者半斤八两，都达到了三点水模型的极限），看J. Chem. Phys. 145, 074501，里面有全面的对比
对于一般目的，目前最佳的四点水模型是OPC
如果你的目的就是研究水的性质，其它水模型就甭考虑了
tip4p已经完全out了，tip4p/2005虽然比tip4p改进很大，但不及OPC

参考的帖子链接在这里：

关于集中水模型的理解？ - 分子模拟 (Molecular Modeling) - 计算化学公社 (keinsci.com)

Restrained ElectroStatic Potential（RESP）限制拟合静电势

实话实说，这部分的内容有点难啃了，这里把我找到的一篇文章贴在这里，也是Sobereva大佬写的：

RESP拟合静电势电荷的原理以及在Multiwfn中的计算 - 思想家公社的门口：量子化学·分子模拟·二次元 (sobereva.com)

目前来看想获得合理的RESP并不是一件容易的事情，这里面可能还需要与Gaussian量化计算软件包联用，不过基于ACPYPE貌似也可以在先获取小分子的RESP，此外通过Mutiwfn这个软件也可以支持获得分子的RESP，但是也逃不开使用Gaussian软件来提前计算获取输入文件。我通过上面那片文章也成功的获取了硝酸根离子的RESP电荷，但是目前看来还需要想办法把这个电荷整合到我们的top文件中去。

Hydrogen bonding in a mixture of protic ionic liquids: a molecular dynamics simulation study - Physical Chemistry Chemical Physics (RSC Publishing)

小结

这里做一个分节吧，前面对理论知识进行了一定程度上的学习，接下里对于实操的内容将会放在下一个文章中给出，探索着前进就是会出现许多的问题。