Packmol几何约束：盒体、空腔与薄层

下载18组完整输入、输出、检查和绘图脚本。解压后进入packmol-constraints子目录。

先运行，再看坐标#

本组使用Packmol 21.2.3，GFortran 13.3串行构建；ASE 3.29.0生成水/甲醇模板并独立检查输出。在分配的一个CPU核上可运行：

bash run.sh

只运行其中一个例子时，进入该目录后执行：

module purge
module load packmol/21.2.3
packmol < packmol.inp > packmol.log
head -n 8 packed.xyz

Packmol只摆放已有刚性分子，不生成力场、拓扑或平衡态。完成装箱后还需要为MD准备参数、能量最小化和适当平衡，参见接GROMACS的完整水盒流程。

下面的输入均已实际运行。tolerance 2.0约束不同分子之间的原子距离，不会把同一水分子内部O–H键拉成2 Å。几何约束通常作用于所有被选择原子，不仅是分子质心。语法分类可查Packmol官方指南，本页数值和图来自配套算例。

立方体内部#

目录：inside-cube。原子数60，实测不同分子最短距离2.202278 Å。

tolerance 2.0
filetype xyz
output packed.xyz
seed 27129
nloop 300
precision 0.000001
structure water.xyz
number 20
inside cube -8 -8 -8 16
end structure

排除立方体空腔#

目录：outside-cube。原子数60，实测不同分子最短距离2.026511 Å。

tolerance 2.0
filetype xyz
output packed.xyz
seed 27129
nloop 300
precision 0.000001
structure water.xyz
number 20
inside box -10 -10 -10 10 10 10
outside cube -3 -3 -3 6
end structure

外部约束本身不提供有限边界，因此本例同时给定外层盒子。不要只写排除区域后期待得到有限大小的装箱。

长方体内部#

目录：inside-box。原子数60，实测不同分子最短距离2.202128 Å。

tolerance 2.0
filetype xyz
output packed.xyz
seed 27129
nloop 300
precision 0.000001
structure water.xyz
number 20
inside box -8 -6 -4 8 6 4
end structure

排除长方体空腔#

目录：outside-box。原子数60，实测不同分子最短距离2.276927 Å。

tolerance 2.0
filetype xyz
output packed.xyz
seed 27129
nloop 300
precision 0.000001
structure water.xyz
number 20
inside box -10 -10 -10 10 10 10
outside box -3 -4 -5 3 4 5
end structure

外部约束本身不提供有限边界，因此本例同时给定外层盒子。不要只写排除区域后期待得到有限大小的装箱。

球内装箱#

目录：inside-sphere。原子数60，实测不同分子最短距离2.233418 Å。

tolerance 2.0
filetype xyz
output packed.xyz
seed 27129
nloop 300
precision 0.000001
structure water.xyz
number 20
inside sphere 0 0 0 8
end structure

排除球形空腔#

目录：outside-sphere。原子数60，实测不同分子最短距离2.203127 Å。

tolerance 2.0
filetype xyz
output packed.xyz
seed 27129
nloop 300
precision 0.000001
structure water.xyz
number 20
inside box -10 -10 -10 10 10 10
outside sphere 0 0 0 4
end structure

外部约束本身不提供有限边界，因此本例同时给定外层盒子。不要只写排除区域后期待得到有限大小的装箱。

椭球内装箱#

目录：inside-ellipsoid。原子数60，实测不同分子最短距离2.000001 Å。

tolerance 2.0
filetype xyz
output packed.xyz
seed 27129
nloop 300
precision 0.000001
structure water.xyz
number 20
inside ellipsoid 0 0 0 8 6 5 1
end structure

本例三个半轴为8、6、5 Å，最后的尺度参数为1；检查的是(x/8)²+(y/6)²+(z/5)²≤1。

排除椭球空腔#

目录：outside-ellipsoid。原子数60，实测不同分子最短距离2.201893 Å。

tolerance 2.0
filetype xyz
output packed.xyz
seed 27129
nloop 300
precision 0.000001
structure water.xyz
number 20
inside box -10 -10 -10 10 10 10
outside ellipsoid 0 0 0 3 4 5 1
end structure

外部约束本身不提供有限边界，因此本例同时给定外层盒子。不要只写排除区域后期待得到有限大小的装箱。

两平面之间的水薄层#

目录：plane-film。原子数60，实测不同分子最短距离2.200037 Å。

tolerance 2.0
filetype xyz
output packed.xyz
seed 27129
nloop 300
precision 0.000001
structure water.xyz
number 20
inside box -8 -8 -10 8 8 10
above plane 0 0 1 2
below plane 0 0 1 5
end structure

所有水原子被放在2≤z≤5 Å的薄层；这是初始水膜几何，不是已平衡界面或脂质膜模型。

实际结构投影#

图是x–z投影，隐藏的y坐标仍参与所有距离和约束检查；不能仅凭投影中两点接近就认定原子重叠。单例高清图、完整XYZ和原始日志均在下载包内。

检查自己的结果#

脚本在每个例子后检查分子数量、分子内部距离、分子间最短距离和相应几何不等式。重复运行会覆盖该例输出，请把自己修改的输入保存在另一个目录。Success!有参考价值，但仍应检查坐标和实际几何；增加分子数后可能因空间不足而无法满足要求。