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。
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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。