GROMACS 能量、温度、压力与密度分析
能量、温度、压力与密度分析，包含终端操作、输入文件、实际数据和适用范围。
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本文以鸢算科技集群 GROMACS 2026.4 实际结果为例。下载输入、参考轨迹、分析与绘图资料包，资料包约 529 MB，包含参考轨迹。解压后进入 gromacs-examples。参考输出在 cases；新计算由 new-case.py 建立独立目录。
本篇任务与操作要点#
gmx energy 读取二进制 EDR，根据能量项名称选择数据；在末尾输入 0 或空行结束选择。不要机械照抄不同体系菜单中的数字，项号会变化。
XVG 中 # 和 @ 开头的是注释与标签，其余是数据。常见能量单位为 kJ/mol（整个体系按摩尔定义），温度 K、压力 bar、密度 kg/m³；不能直接拿两个不同粒子数体系的总势能比较“稳定性”。
图中密度剖面沿 z 切片，是均匀水盒的有限采样起伏，不是液气界面。正式统计应去掉平衡段，按相关时间分块估计误差；逐帧标准差不是均值的不确定度。
1 准备与提交#
先用参考轨迹练习；下列命令只复制分析所需的轨迹与输入，不复制已有分析结果。
python new-analysis.py water-300
cd work-analysis/water-300/analysis
sbatch run.sh
若已有自己刚跑完的同名模型，把附件 cases/对应目录/analysis/analyze.sh 和 run.sh 放到新结果目录的 analysis 子目录，并保证上一级包含所需的 TPR、XTC、TRR、EDR 与 GRO。电势分析另需复制 System 索引或自行生成。
| 算例目录 | 本次内容 |
|---|---|
water-300 |
完整输入、前置文件与真实计算输出 |
salt-015 |
完整输入、前置文件与真实计算输出 |
2 实际终端命令#
以下是在对应算例目录中实际执行并生成结果的命令。分析命令在该算例的 analysis 子目录执行；交互回答已用 printf 写入，组名需随自己的体系核对。
water-300
printf %s 'Potential
Temperature
Pressure
Density
0
' | gmx energy -f md.edr -o thermo.xvg
water-300/analysis
printf %s 'Potential
Temperature
Pressure
Density
0
' | gmx energy -f ../md.edr -o thermo.xvg
printf %s 'System
' | gmx density -s ../md.tpr -f ../md.xtc -o density.xvg -d Z -sl 30
gmx analyze -f msd.xvg -av msd-average.xvg -ac msd-acf.xvg
3 输入文件与关键设置#
本篇读取计算产生的 TPR/轨迹/能量文件；完整来源随资料包提供。先核对 gmx check -f md.xtc 的时间和帧数，选择表达式中的原子名称可从 md.gro 查看。
4 实际结果与画图#
下表为本次 100 ps 生产轨迹后半段的简单均值，不是收敛物性或误差分析。
| 实例 | 原子数 | 温度 K | 密度 kg/m³ |
|---|---|---|---|
| water-300 | 2652 | 299.83 | 969.57 |
| salt-015 | 2644 | 299.12 | 977.03 |
用附件中的 Python 脚本重画所有参考图：
# 回到 gromacs-examples 根目录
module load ase/3.29.0
python plot.py --root .
plot.py 使用 NumPy 和 Matplotlib，直接读取 XVG/COLVAR/坐标数值，图片保存在 figures。对单项新结果，可照着脚本对应段替换文件路径；不要把不同模型或单位的数据直接拼在一起。
参数查阅#
以本集群 gmx 命令名 -h 为准；GROMACS 2026.4 命令手册和MDP 参数手册可查完整选项。