МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В.ЛОМОНОСОВА
ФАКУЛЬТЕТ БИОИНЖЕНЕРИИ И БИОИНФОРМАТИКИ

Домашняя страничка Ильи Курочкина

Главная

I Семестр

II Семестр

III Семестр

IV Семестр

V Семестр

VI Семестр

Проекты

Обратная Связь

Вычисление параметров для молекулярной механики

  1. Нам была предоставлена оптимизированная структура этана в виде z-matrix : 
     $DATA
eth
C1
 C   
 C      1   cc 
 H      2   ch   1   cchv 
 H      2   ch   1   cch   3   d1 0
 H      2   ch   1   cch   3   d2 0
 H      1   ch   2   cch   3   d3 0
 H      1   ch   2   cch   5   d3 0
 H      1   chv  2   cch   4   d3 0

cc=1.52986
ch=1.08439
chv=1.08439
cch=111.200
cchv=111.200
d1=120
d2=-120
d3=180
 $END
    Наша цель состоит в том, что бы создать порядка 20 разных файлов для расчёта энергии в Gamess с разными значениями по длине одной из связей. Автоматизируем этот процесс, написав bash скрипт.

  2. Подготовим файл-заготовка для размножения: et.inp. Для этого к координатам добавьте шапку для dft из предыдущего практикума. Только надо изменить информацию о типе входных координат: замените COORD=CART на COORD=ZMT.

  3. Создаём скрипт, который будет генерировать необходимые файлы. В итоге получаем 21 inp файл и в каждом разное значение для переменной сс.

  4. Добавим в скрипт запуск Gamess, а также вызов awk, который будет выводить значения энергии для каждого файла.
    В итоге получили следующий скрипт: make_b.bash

    Запускаем скрипт командой и перенаправляем поток в файл bond.txt: 
    bash ./make_b.bash > bond.txt

  5. Запускаем Xming->XLaunch и присоединяемся к kodomo. Переходим в рабочую директорию и запускаем Gnuplot: 
    gnuplot
    Построим зависимость энергии от длины связи: plot "./bond.txt". Появился график с точками похожими на параболу. Теперь нам надо найти коэффициенты в функции f(x)=a+k(x-b)^2, которые бы позволили наиболее близко описать наблюдаемую зависимость. Для этого воспользуемся возможностями Gnuplot. Сначала зададим функцию в развернутом виде, в строке gnuplot введём: 
    f(x)=a + k*x*x - 2*k*x*b + k*b*b
    И зададим стартовые значения коэффициентов: 
    a=-80
k=1
b=1.5
    Проведём подгонку коэффициентов под имеющиеся точки в файле bond.txt: 
    fit f(x) "./bond.txt" via a,k,b
    Сохраним значения коэффициентов в файл: par_bond.txt. Построим графики функции и значений энергии из Gamess. 
    set term 'png'
set output 'gnu_bond.png'
plot "./bond.txt", f(x)

    Функция неточно совпадает с точками, так как в этом случае мы наблюдаем участок потенциала Мориса, имеющий более сложную зависимость.

  6. Проделаем аналогичные операции для валентного угла CCH, его значения должны изменяться от 109.2 до 113.2.
    Скрипт: make_v.bash
    Получившийся файл: valent.txt

    Апроксимируем зависимость так же параболой: 
    f(x)=a + k*x*x - 2*k*x*b + k*b*b
    Значения коэффициентов: par_valent.txt

    Хорошая апроксимация, все точки лежат на параболе.

  7. Проделаем аналогичные операции для торсионного угла d3, его значения должны изменяться от -180 до 180 c шагом 12.
    Скрипт: make_t.bash
    Получившийся файл: torsion.txt

    Апроксимируем зависимость косинусом: 
    f(x)=a*cos(k*x*pi/180)+b
    Значения коэффициентов: par_torsion.txt

    Мы наблюдаем 3 минимума, так как крайние точки совпадают.

© 2008, Илья Курочкин