CREST专题

CREST溶剂团簇:从生长结果到构象集合

复用乙醇加一水的真实生长结构,演示QCG构象采样、筛选、集合文件与版本环境。

更新于 2026-11-13约 4 分钟阅读按任务与环境选择适用配置
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显式溶剂生长得到一个团簇后,可以继续进行构象采样和筛选。本篇沿用乙醇加1个水的12原子结构,用0.05 ps短MD演示整个集合阶段。

本例最终只保留1个团簇构象,采样时长和溶剂数都很小,适合熟悉操作,不用于说明溶液中构象分布已收敛。

1. 从已有结果开始#

下载CREST QCG构象与自由能资料包,保存为example.zip:

python3 -m zipfile -e example.zip .
cd crest-qcg-ensemble-gsolv
bash results.sh
bash read.sh
bash plot.sh

这几条命令先读取随包保存的真实计算结果。CSV在data/,图片在figures/,完整输入和原生输出分别在inputs/与reference-results/。

ls reference-results/maintenance/ensemble/ensemble
cat reference-results/maintenance/ensemble/ensemble/population.dat
head -n 14 reference-results/maintenance/ensemble/ensemble/crest_best.xyz

2. 前置文件#

本篇资料包直接包含前一篇已完成的grow/,不是仅复制一个XYZ。这样QCG可以识别完整生长阶段:

ls inputs/grow
cat inputs/solute.xyz
cat inputs/water.xyz
cat inputs/config/.xtbrc

乙醇是9原子,水是3原子;--nsolv 1表示加入1个水。自有进程的XTBPATH加载engine=lbfgs优化器设置,不修改公共或个人默认配置。

3. 版本与提交#

这一流程采用维护者的3.0.3-maintenance固定提交62ff2c32独立构建,GCC/GFortran 13与Intel oneAPI 2024.2的顺序MKL,内部tblite 0.5.0,外部xTB 6.7.1。公共crest/3.0.2模块保持原样,不能仅加载它就认为具有本篇同样的QCG运行条件。

资料包提供build-private.sh复现这一独立构建,需要外网、Git、CMake与上述编译器。请在允许编译的CPU资源中执行;默认只安装到自己的~/.local/ys-crest-qcg:

bash build-private.sh

已有相同构建时可以设置程序位置,免去再次编译:

export CREST_QCG_BIN="$HOME/.local/ys-crest-qcg/bin/crest"

新解压目录准备好程序后提交:

sbatch run.slurm

脚本按CPU整节点规则申请56核,实际单线程,依次生成溶质团簇集合、溶剂集合与电子能,再补频率和RRHO修正。完成后读取新结果:

bash read.sh work analysis-new

需要仅看本篇数据时用前面的bash read.sh即可,不必重建或重算。

构象阶段实际对应以下参数,已由run.py设置:

"$CREST_QCG_BIN" solute.xyz --qcg water.xyz --nsolv 1 \
  --gfn2 --ensemble --enslvl gfn2 --md --mdlen 0.05 \
  --tstep 1 --mddump 10 --samerand --T 1 --keepdir --nocff

--mdlen 0.05为0.05 ps,--tstep 1为1 fs;--mddump 10每10步写出采样结构。--nocff选择本例的非固定溶剂壳层处理,后续溶剂集合单独生成。不要把短演示的采样参数当作所有分子的推荐生产值。

4. 集合文件怎么用#

文件 用途
ensemble/crest_best.xyz 筛选得到的最低能结构
ensemble/full_ensemble.xyz 完整筛选集合
ensemble/final_ensemble.xyz 用于后续步骤的选定集合
ensemble/population.dat 选定集合的权重
ensemble/cluster_energy.dat 本例后续能量分解所用的电子能
ensemble/thermo_data 构象去重、能量窗口与统计说明
cat reference-results/maintenance/ensemble/ensemble/cluster_energy.dat
cat reference-results/maintenance/ensemble/ensemble/population.dat

本例团簇电子能约−16.472889821 Eh。继续计算溶剂化能量和自由能,见分量读取教程。版本兼容依据和固定源码见维护者讨论与随包构建说明。

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