mdp文件-Chapter2-NVT.mdp
这是mdp文件系列的第二篇，介绍nvt平衡中要使用的mdp文件。
先上代码，nvt.mdp
1 title = OPLS Lysozyme NVT equilibration 2 define = -DPOSRES 3 ; Run parameters 4 integrator = md
5 nsteps = 50000
6 dt = 0.002
7 ; Output control 8 nstxout = 500
9 nstvout = 500
10 nstenergy = 500
11 nstlog = 500
12 ; Bond parameters 13 continuation = no 14 constraint_algorithm = lincs 15 constraints = all-bonds
16 lincs_iter = 1
17 lincs_order = 4
18 ; Neighborsearching 19 cutoff-scheme = Verlet 20 ns_type = grid 21 nstlist = 10
22 rcoulomb = 1.0
23 rvdw = 1.0
24 ; Electrostatics 25 coulombtype = PME
26 pme_order = 4
27 fourierspacing = 0.16
28 ; Temperature coupling is on 29 tcoupl = V-rescale 30 tc-grps = Protein Non-Protein
31 tau_t = 0.1 0.1
32 ref_t = 300 300
33 ; Pressure coupling is off 34 pcoupl = no
35 ; Periodic boundary conditions 36 pbc = xyz
37 ; Dispersion correction 38 DispCorr = EnerPres
39 ; Velocity generation 40 gen_vel = yes
41 gen_temp = 300
42 gen_seed = -1
按行解释：
1.title 说明这个mdp文件的作用
2.NVT NPT模拟中都需要对蛋白质做位置限定，这样做是为了避免在平衡过程中把蛋白质打散，最终的md模拟中要放开位置限制。
3.运行参数部分
4.与minim.mdp中类似，不同的是这次我们不再做能量最小化，而是做MD模拟，这里md代指蛙跳算法
5-6.运行步长为0.002ps=2fs 总运行时间为2*50000=100ps，一般10-20ps体系就可以完成弛豫，所以取100ps一般是没有问题的
7.输出控制
8-9.每500步输出一次坐标和速度
10.每500步向能量文件中输出一次，模拟结束的能量一定输出
11.每500步向日志文件中输出一次能量
12.键合部分
13.continuation这个指令以前叫做unconstrained-start 直译就是“未限定即开始”，取no时意味着对初始结构做位置限定并重构壳层；取yes相反
14.限定算法选择lincs
15.键合限制 对所有键做限制
16-17：与lincs算法的精度有关，一般取1,4
18.临近搜索部分
19.截断方式 Verlet
20.临近格子搜索方式选择grid
21.临近列表更新频率 10步更新一次
22.短程库伦力截断距离（nm）
23.短程范德华力截断距离（nm）
24.库伦力部分
25.库伦长程力计算方式 PME
26-27：与精度有关
28.温度耦合部分
29.温度耦合，选择了Beredesen方式
30.温度耦合组 分为蛋白质和非蛋白质组
31.耦合时间常数 对两个组各自定义 单位为ps
32.耦合温度 对两个组各自定义 单位为K
33.压力耦合部分
34.压力耦合不进行
35.周期性边界条件部分
36.对三个方向均进行周期性边界条件限制
37.色散力修正
38.选择修正方案
39.速度产生部分
40.是否产生速度：是 按照Maxwell分布随机分布
41.Maxwell分布中的温度 300K
42.随机数生成种子 -1
接下来要对其中的几个重要部分做一解释，与minim.mdp重合的就不重复解释了。
约束算法：12-17行
约束是必要的，否则的话键合将会被打断，在Gromacs中可以使用默认的lincs算法或传统的shake算法来进行约束。参考文档3.6节。SHAKE算法将一组不受约束的坐标转变为一组坐标，使其满足一系列距离约束条件。而lincs算法则是始终将键重置为它们的正确长度，这个方法不进行迭代。lincs的精度取决于算法中展开方程的矩阵阶数，对于MD来说四阶就够了。精度为一阶。第16行的lincs_iter指精度，指定为1；lincs_order为四阶。
温度耦合：28-32行
直接使用的分子动力学模拟体系对应于NVE系综，这在现实中是显然不存在的。NVT系综可以让系统处于恒温，这稍微现实一点。当然最后还是要进行NPT模拟，这才对对应于真实情况。Gromacs中实现恒温过程有以下几种方案：
Berendsen温度耦合：模仿与给定温度的热浴T0相连。优点很显然：对于以平衡为目的的模拟可以采用极小的的时间常数，对于比较可靠的体系则可以使用较大的时间常数。Berendsen耦合不会产生正确的正则系综，且会降低动能的涨落。
速度重缩放温度耦合：本质上还是一个Berendsen耦合，但是附加了一个随机项，以保证能给出正确的动能分布，能够给出正确的正则系综。上面文件中第29行的v-rescale即代表选择该耦合方式。
Anderson控温器：使用NVE积分方法，并周期性的从M-B分布（Maxwell-Boltzmann distribution）中重新选择粒子速度。通过每τ/Δt步同时对所有粒子的速度进行随机化，或通过一小概率（Δt/τ）随机化每个粒子的速度.Δt为时间步长，tau为特征耦合时间长度。这样一来，这个方法不能用来考察动力学和输运性质。
Nose-Hoover耦合：Berendsen 弱耦合算法可以非常高效地将体系弛豫到到目标温度, 但是, 一旦系统达到平衡, 维持正确的正则系综更重要. 很可惜,弱耦合方案并不能满足这一点.
Nose和Hoover提出一种方法，在运动方程中引入一个热容器和一个摩擦项，来实现一种新的耦合。具体请参考文档。
组内温度耦合：将蛋白质和非蛋白质分开耦合。即文件中第30行。
色散纠正：37-38行
色散需要纠正，因为对Lennard-Jones或Buckingham相互作用截断而引起的。我们假定截断足够大以至于可以安全地忽略斥力项, 因此只须考虑色散项的校正.可参考文档4.9节。具体在mdp文件中只有三个选项：no（不进行修正），EnerPres（对能量和压力进行修正），Ener（只对能量进行修正）。一般情况下色散纠正对能量影响较小，而对压力影响很大，因此一般要采用EnerPres选项。
速度产生：39-42行
有三个选项，gen-vel：
no：Do not generate velocities. The velocities are set to zero when there are no velocities in the input structure file.
yes：在gen-temp温度下，按照M-B分布产生速度
gen-temp：定义温度
gen-seed：随机数种子。
至此，nvt.mdp告一段落。
