GORMACS如何使用？一个方法快速完成动力学模拟计算

GROMACS是一个功能强大的分子动力学的模拟软件，其在模拟大量分子系统的牛顿运动方面具有极大的优势。
它可以用分子动力学、随机动力学或者路径积分方法模拟溶液或晶体中的任意分子，进行分子能量的最小化，分析构象等。它的模拟程序包包含GROMACS力场(蛋白质、核苷酸、糖等)，研究的范围可以包括玻璃和液晶、到聚合物、晶体和生物分子溶液。

 

在详细的操作步骤前，先简单看一下在北鲲云超算平台提交Gromacs作业的方式。

一 模板提交

这是平台上最为简单的作业提交方式，只需找到软件，按照提示步骤上传作业，选择参数即可自动完成计算。大致界面如下。

模板提交适合没有IT基础的用户，作业提交流程、配置参数全可视化界面。

 

二 命令行提交

 

命令行提交在管理节点使用SSH命令行创建动态集群，可以同时调用多种相同或者不同规格的计算节点，通过slurm作业调度系统提交作业计算，全程只需命令行操作。适合有一定代码基础的用户。

Step 1. 通过SSH连接创建并连接管理节点；

Step 2. 创建作业目录并进入；

mkdir gromacsJob1cd gromacsJob1

 

Step 3. 将运行gromacs需要的相关文件上传到该文件夹下，详情请查看Linux数据传输；

GPU版GROMACS作业示例

Step 1. 在该文件夹下创建如下执行脚本gromacs.sh：

#!/bin/bashmodule add GROMACS/2021-fosscuda-2019b   #加载软件export GMX_GPU_DD_COMMS=true     export GMX_GPU_PME_PP_COMMS=trueexport GMX_FORCE_UPDATE_DEFAULT_GPU=true#生成tpr格式输入文件，如果已有tpr格式文件则不需要写#gmx grompp -f pme.mdp -c conf.gro -p tpr_file.top -o tpr_file_name.tprgmx mdrun -v  -pin on -nb gpu -bonded gpu -pme gpu -cpi tpr_file_name -deffnm tpr_file_name

 

Step 2. 使用slurm命令提交到计算节点；

sbatch -N 1 -p g-v100-1 -c 12 gromacs.sh

 

CPU版GROMACS作业示例

Step 1. 创建执行脚本：

#!/bin/bashmodule add GROMACS/2019.6-intel-2019b   #加载软件mpiexec -v  gmx_mpi mdrun -v  -cpi tpr_file_name -deffnm tpr_file_name

 

Step 2. 提交作业；

2个4核心节点启动8个并行任务。

sbatch -N 2 -p c-4-1 -n 8 -c 1 gromacs.sh

 

查看作业运行情况及需使用slurm命令。具体可以查询北鲲云帮助手册。

 

以Gromacs在北鲲云超算平台完成溶菌酶在水中的动力学模拟为例

整个步骤分为10步

结构处理，文件上传，生成拓扑文件，定义单位盒子并填充溶剂，添加离子，体系能量最小化，NVT平衡，NPT平衡，动力学模拟成品模拟的部分可以到我们以前发布的文章中查看。

之前的教程非常详细的展示了如何用Gromacs进行动力学模拟，值得注意的是，

上述教程中的命令可以在单机完成，也可以上述所有命令写成作业脚本进行提交。提交脚本命令：

sbatch -N 1 -p g-v100-1 -c 12 md-gromacs.sh

其中，-N为节点的数量，这里输入的是1。-p为选择的PARTITION，这里使用的是V100卡（g-v100-1）。

md-gromacs.sh脚本的内容涵盖上述教程中的所有命令，根据北鲲云超算平台的指南需要在脚本开头加上导入gromacs模块，如果申请了GPU需要将GPU模块也导入(1-6行)，具体脚本内容如下：
 

所有操作只需要可以登录北鲲云超算平台在线操作即可，无需自己配备高性能的计算机，和为繁琐的工具安装浪费时间。