Moltemplate：接入Packmol外部坐标

Packmol安排分子位置，Moltemplate补充分子拓扑与参数。两者按原子顺序传递，工具不会自动判断化学对应关系。以下水模型与分子模板教程一致，使用Moltemplate 2.22.5、Packmol 21.2.3、LAMMPS 30Sep2026。

1. 准备分子与装箱输入#

module load moltemplate/2.22.5 packmol/21.2.3
python prepare.py
cd cases/packmol-water
cat water.xyz
cat packmol.inp

3
Own geometry, OH1A angle109.471220634deg
O 0 0 0
H 0.816496580927726 0 0.577350269189626
H -0.816496580927726 0 0.577350269189626

tolerance 2.5
filetype xyz
output packed.xyz
seed 197053
structure water.xyz
 number 8
 inside box 0 0 0 18 18 18
end structure

每个水分子按O,H,H排列，共8份、24原子。固定随机种子有助于重复得到相同装箱；2.5 Å是本例的分子间原子排斥距离参数，不是水分子内O–H键长。

2. 用Packmol生成XYZ#

packmol < packmol.inp > packmol.log
head -8 packed.xyz
tail -12 packmol.log

Packmol负责几何排布，不产生LAMMPS的键、角或力场参数。packed.xyz中的第一行应为24，坐标顺序应与八份水模板一致。

3. 接入Moltemplate#

本例system.lt：

import "water.lt"
w=new Water[8]
write_once("Data Boundary") {
 -10 30 xlo xhi
 -10 30 ylo yhi
 -10 30 zlo zhi
}

moltemplate.sh -xyz packed.xyz system.lt
head -20 system.data
module load lammps/30Sep2026-8173m
export OMP_NUM_THREADS=1 MKL_NUM_THREADS=1 I_MPI_FABRICS=shm
lmp -in run0.in -log lammps.log

实际为24原子、16键、8角、8分子，XYZ到LAMMPS的逐原子坐标映射误差小于10^-6 Å。盒子边界为−10到30 Å，装箱区0到18 Å位于盒内；这是稀疏的教学盒，不是目标密度的液态水。

4. 检查并画图#

cd ../..
/public/toolkit/miniconda3/envs/ase-3.29.0/bin/python analyze.py
cat analysis/models.csv
ls figures/*.png

图见分子模板教程中的八水盒。实际初始化势能约−0.0365663131 kcal/mol，最大力约4.81935 kcal·mol^-1·Å^-1。这里只执行run 0；生产MD应另行设置合理密度、约束、最小化与平衡，并查看初始重叠和力，不能因为数据文件生成成功就直接进行长时间采样。

下载完整可复跑资料包。解压到新目录执行 bash run.sh，脚本最多使用一个CPU线程。这里只做小型建模与六次run 0，没有MD采样；实际生产模拟按作业指南申请资源。每个条件有自己的LT输入、system.data、system.in.init、system.in.settings、run0.in和日志，输出表与图在analysis/、figures/。