科研笔记1：Gromacs安装
以前跑MD都是用NAMD软件包，今天开始正式使用Gromacs软件包。在安装过程中看了网上很多的安装方法，其实大部分都已经过时，这里专述一文，帮助大家入门。
第一步：下载最新版本的Gromacs软件包，比如2014.4.3最新正式版本是gromacs-4.6.。注意：由于4.6.x及其以上版本和4.5.x及其以下版本使用的安装方式完全不同，4.6.x使用CMake（Cross Platform Make）编译，方便很多。
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参考网站：/Downloads
第二步：进行安装按照以下指令：
tarxfz gromacs-4.6.
cd gromacs-4.6.5
mkdir build
cd build
cmake .. -DGMX _BUILD_OWN_FFTW=ON
make
sudo make install
参考资料：/Documentation/Installation_Instructions
第三步：添加环境变量
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在我的文件夹里，比如说home/chenqu（举个例子）
终端控制台输入：
cd ~
ls -a （列举当前目录下所有文件）
就能看到文件.bashrc了。
vi .bashrc
在最后一行添上：
export PATH=/usr/local/gromacs/bin:$PATH
保存退出wq
运行：source .bashrc让PATH路径生效。
科研笔记2：如何添加自己的力场参数1
GROMACS实例分析1：CO2+H2O体系
大部分GROMACS在线指南都是生物体系，但是对于简单的小体系提到的并不多。尽管原理一样，我们还是希望能了解如何自己写简单气体的力场。这里我做一个CO2是真名士自风流和H2O混合体系的例子来说明二元混合体系的构建方法，做一个入门指南。
目标：计算CO2在水中的扩散系数。
第一步：使用Avogadro软件构建一个CO2.pdb。如下所示。如果不会使用Avogadro软件
的，可以研究教程/wiki/Category:Tutorials，这里不再赘述。创建完之后如图1所示。
图1：CO2.pdb的脚本
注意：不要随意去修改pdb的格式，他的格式每列都是有特殊含义的。文本.pdb的坐标单位是angstrom，而文本.gro的坐标默认单位是nm，千万牢记！
第二步：创建CO2的力场。其实这部分是初学者最需要学习的。我喜欢建立一个CO2.itp，这样的好处是：清爽简洁。我选择OPLS-AA力场作为主要力场。由于我们最终的设计办公空间.top文件里面需要#include “forcefield.itp”，而forcefield.itp里面又有#include "ffnonbonded.itp", #inc
lude "ffbonded.itp"以及#include "gbsa.itp"，那么在这些力场中，都需要注明自己创建的CO2的各种参数（这些文件都在gromacs-4.6.5/share/top/oplsaa.ff带饭）。
首先把ffnonbonded.itp拷贝到自己的文件夹（原gromacs文件夹不要随便改变），然后在最后添加上[ atomtypes ]，我把CO2的碳定义为CO，而把氧定义为OC。貌似ffbonded.itp和gbsa.itp是不需要修改的，只要写在CO2.itp中就行。修改完如图2所示。
图2：ffnonbonded.itp的部分脚本
其次开始撰写CO2.itp。建议使用GROMACS教程4.5.4版本p.131的模板进行写作。CO2的参数需要根据不同的目的而不同。本例子是为了做扩散系数，参考文献如下：
Harris, Jonathan G., and Kwong H. Yung."Carbon dioxide's liquid-vapor coexistence curve and critical properties as predicted by a simple molecular model." The Journal of Physical Chemistry 99.31 (1995): 12021-12024. 写完之后的文件请见图3。
注意：由于CO2的力场中bonds是固定的，不需要键伸缩力常数。所以我不采用[ bonds ]，而采用[ constraints ]。把CO2.itp、forcefield.itp、ffnonbonded.itp、ffbonded.itp、gbsa.itp和CO2.pdb放在一个新文件夹里面。
图图书排行3：CO2.itp的全部脚本
第三步：建立程序的拓扑文件。把所有力场都#include到一个拓扑文件.top里面即可。如下所示，建议大家最好了解下每一个itp的文本到底是什么。有什么含义，这些都是模拟中最重要的东西。
图4：p的脚本
第四步：添加水盒子。先通过CO2的溶解度，计算一个CO2该溶解在多少个水分子中。其次计算水盒子大小，使得密度尽量控制在0.9-1.1 g/ml。操作指令为：
genbox - - -box 3.83 3.83 4.04 -p p -maxsol 1879
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其中最后一项控制最多添加水分子的数量，可以根据实际情况添加。添加完别忘记修改里面的原子类型名字和残基类型名字，和自己的拓扑力场参数匹配。
图5：部分脚本
第五步：进行能量最小化（Energy Minimization）。在网上搜索，下载一个em.mdp文件，见图5所示。这里从Justin Lemkul的个人教程中下载。下载地址为：
www.bevanlab.biochem.vt.edu/Pages/Personal/justin/gmx-tutorials/lysozyme/Files/ions.这时候em.mdp（参数文件）、（坐标文件）以及p（拓扑文件）三个结合生成一个二进制文件em.tpr。粗浅来看，这是我认为Gromacs比NAMD厉害的地方。运算由于读取二进制文件，所以速度极快。然后就开始运算了！指令是：
grompp -f em.mdp -p p - -o em.tpr（合成一个二进制文件）
mdrun -v -deffnmem（开始运算）
这时你能发现，程序开始运行了。
em.edr是二进制能量文件；em.gro能量最小化后的构型；em.trr二进制轨迹文件；em.log 整个最小化的进程日志。
图6：em.mdp的全部脚本
第六步：计算势能变化曲线。能量的信息是通过二进制码存储在em.edr文件中的。可以通过g_energy来计算出势能变化。指令是：
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g_energy -f em.edr -o potential.xvg
根据屏幕提示然后选择，可以画出势能曲线。
图7：能量最小化势能曲线
第七步：进行NPT平衡模拟（Equilibration）。和第五步一样，我们同时也需要npt.mdp（参数文件）、em.gro（坐标文件）以及p（拓扑文件）。最后两个已经有了，我们还是需要从网上下载一个npt.mdp。根据你需要的条件参数进行修改。文件下载
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