Hirano: ページの作成:「==ms ファイルの入力例== ===version<0.3=== === water.ms =================================================================================== &system version =…」

2026-05-26T02:42:03Z

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==ms ファイルの入力例==

===version<0.3===

=== water.ms ===================================================================================
&system
version = 0.1
n = 3
/
# version: 読み取り形式のバージョン
# n: 全サイト数
# cf. J. W. Caldwell and P. A. Kollman, J. Phys. Chem. 1995, 99, 6208
#water=POL3

SITE_DATA # サイトデータ開始点
# 通し番号サイト名グループ番号質量電荷分極率 LJ_sigma LJ_eps 座標xyz 速度xyz 力xyz 隣接サイト数隣接サイト番号
1 HW 1 1.0 0.365 0.170 0.0 0.0 9.625597 6.787278 12.673000 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2 2 3
2 HW 1 1.0 0.365 0.170 0.0 0.0 9.625597 8.420323 12.673000 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2 1 3
3 OW 1 16.0 -0.730 0.528 3.204 0.156 10.203012 7.603800 12.673000 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2 1 2

BOND_DATA # 結合データ開始点
# サイト１の名前サイト２の名前平衡距離結合定数（0のときconstraint）
HW HW 1.63328311 0
HW OW 1.0 0
================================================================================================
* SITE_DATA に隣接リストがある
* BOND_DATA のみ記述することができる。内部座標の計算には対応していないため、距離拘束による剛体回転子しか扱えない。
* ANGLE_DATA も記述することができるが、内部座標の計算には対応していないため、使用しないこと。

===version>=0.3===

=== DCE.ms ===================================================================================
&system
version = 0.3
n = 8
/
# version: 読み取り形式のバージョン（必須）
# n: 全サイト数（必須）
# I. Benjamin, A. Pohorille, J. Chem. Phys. 98, 236 (1993)
# calculate_1_4 = 2

SITE_DATA # サイトデータ開始点
# 通し番号サイト名グループ番号質量電荷分極率 LJ_sigma LJ_epsilon 座標速度力
1 C1 1 12.0 0.227 0.0 3.980 0.114 0.460076 0.596889 0.000000 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
2 Cl1 1 35.5 -0.227 0.0 3.160 0.500 2.233347 -0.066896 -0.000002 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
3 H1 1 1.0 0.0 0.0 2.744 0.010 0.374555 1.190926 -0.889563 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
4 H2 1 1.0 0.0 0.0 2.744 0.010 0.374555 1.190925 0.889564 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
5 C2 1 12.0 0.227 0.0 3.980 0.114 -0.460076 -0.596889 0.000000 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
6 Cl2 1 35.5 -0.227 0.0 3.160 0.500 -2.233347 0.066896 0.000002 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
7 H3 1 1.0 0.0 0.0 2.744 0.010 -0.374555 -1.190925 0.889564 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
8 H4 1 1.0 0.0 0.0 2.744 0.010 -0.374555 -1.190926 -0.889563 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

BOND_DATA # 結合データ開始点
# サイト１の番号サイト２の番号 keyword パラメータのセット
1 5 HARMONIC 620.0 1.526
1 2 HARMONIC 464.0 1.787
1 3 HARMONIC 620.0 1.090
1 4 HARMONIC 620.0 1.090
5 6 HARMONIC 464.0 1.787
5 7 HARMONIC 620.0 1.090
5 8 HARMONIC 620.0 1.090
BOND_DATA_END # 結合データ終了点

ANGLE_DATA # 結合角データ開始点
# サイト１の番号サイト２の番号サイト３の番号 keyword パラメータのセット
2 1 5 HARMONIC 88.0 108.2
3 1 5 HARMONIC 70.0 109.5
4 1 5 HARMONIC 70.0 109.5
6 5 1 HARMONIC 88.0 108.2
7 5 1 HARMONIC 70.0 109.5
8 5 1 HARMONIC 70.0 109.5
2 1 3 HARMONIC 82.0 106.9
2 1 4 HARMONIC 82.0 106.9
6 5 7 HARMONIC 82.0 106.9
6 5 8 HARMONIC 82.0 106.9
ANGLE_DATA_END # 結合角データ終了点

DIHEDRAL_DATA # 二面角データ開始点
# サイト１の番号サイト２の番号サイト３の番号サイト４の番号 keyword パラメータのセット
2 1 5 6 COS_SERIES3 -0.24 0.0 0.1 0.0 0.54 0.0
2 1 5 7 COS_SERIES3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.406 0.0
2 1 5 8 COS_SERIES3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.406 0.0
3 1 5 6 COS_SERIES3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.406 0.0
3 1 5 7 COS_SERIES3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.288 0.0
3 1 5 8 COS_SERIES3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.288 0.0
4 1 5 6 COS_SERIES3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.406 0.0
4 1 5 7 COS_SERIES3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.288 0.0
4 1 5 8 COS_SERIES3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.288 0.0
DIHEDRAL_DATA_END # 二面角データ終了点

OUTOFPLANE_DATA # 面外角データ開始点
# サイト１の番号サイト２の番号サイト３の番号サイト４の番号 keyword パラメータのセット
OUTOFPLANE_DATA_END # 面外角データ終了点

PAIRTYPE_DATA # ユーザ定義のpairtypeデータ開始点
# サイト１の番号サイト２の番号 pairtypeパラメータ
3 4 10
7 8 10
PAIRTYPE_DATA_END # ユーザ定義のpairtypeデータ終了点
================================================================================================
* SITE_DATA に隣接リストがない
* 内部座標を扱うことができ、 BOND_DATA, ANGLE_DATA, DIHEDRAL_DATA, OUTOFPLANE_DATA の4つを記述できる。

==msファイルのデータの詳細==
===version<0.3===

====SITE_DATA====
通し番号サイト名グループ番号質量電荷分極率 LJ_sigma LJ_eps 座標xyz 速度xyz 力xyz 隣接サイト数隣接サイト番号
・通し番号: 設定したサイトの数だけ設定される
・サイト名: サイトに設定する原子名
・グループ番号: 同じ分子を1つのグループとして与えられる番号。複数の分子を区別するために用いる。
・質量(amu), 電荷(e), 分極率(Å3), LJ_sigma(Å), LJ_eps(kcal/mol): サイトに設定される相互作用に関するパラメータ
・座標xyz(Å), 速度xyz(m/s), 力xyz(N): 各サイトの時間発展などに必要なパラメータ。座標xyzの重心は任意に指定できる。
・隣接サイト数隣接サイト番号: サイトと隣り合ってるサイトの数と通し番号。分子内の結合の拘束を指定するのに必要。

* 隣接リストがあり、これを用いてサイト番号のペアの結合状態(pairtype)を作成する。

====BOND_DATA====
サイト１の名前サイト２の名前平衡距離結合定数（0のときconstraint）
・サイト１の名前,サイト２の名前: SITE_DATA で記述したサイト名
・平衡距離: 剛体回転子での結合距離
・結合定数: 調和ポテンシャルの結合定数に相当。version<0.3 では剛体回転子の計算しかできないため、「0」と入力すること

* サイト名を指定することで、該当するすべてのサイトに対して結合情報を認識する。

===version>=0.3===

====SITE_DATA====
通し番号サイト名グループ番号質量電荷分極率 LJ_sigma LJ_eps 座標xyz 速度xyz 力xyz
・通し番号: 設定したサイトの数だけ設定される
・サイト名: サイトに設定する原子名
・グループ番号: 同じ分子を1つのグループとして与えられる番号。複数の分子を区別するために用いる。
・質量(amu), 電荷(e), 分極率(Å3), LJ_sigma(Å), LJ_eps(kcal/mol): サイトに設定される相互作用に関するパラメータ
・座標xyz(Å), 速度xyz(m/s), 力xyz(N): 各サイトの時間発展などに必要なパラメータ。

* 旧バージョンの隣接リストが廃止された。分子内座標のデータを BOND_DATA 以下で全て入力する必要がある。

====BOND_DATA====
サイト1の番号サイト2の番号ポテンシャルの種類(keyword) パラメータのセット
・サイト1の番号,サイト2の番号: SITE_DATA で記述した通し番号
・ポテンシャルの種類 = (TAYLOR)、HARMONIC、(MORSE)、CONSTRAINT
・パラメータのセット = (TAYLOR: 平衡結合長、バネ定数)
HARMONIC: バネ定数(kcal/mol/ang**2) ''c''、平衡結合長(ang) ''R'' eq
(MORSE: 平衡結合長、解離エネルギー、領域パラメータ)
CONSTRAINT: 平衡結合長
'''[注意] ''' TAYLORとMORSEは、まだサポートされていない。

* サイト番号の順番は 1-2 or 2-1 を同じ情報として扱う。どちらか一方を指定すればよい。
* BOND_DATA のサイト番号を用いて、1-2と2-1のペアの結合状態 (pairtype) を作成する。

ポテンシャル
HARMONIC: {{NumBlk|::|
<math>E_{bond}= \frac{c}{2}(R-R^{eq})^2
</math>|{{EquationRef|1}}}}
TAYLOR: {{NumBlk|::|
<math>E_{bond}=\sum_i \frac{K^R_i}{i!}(R-R^{eq})^i\quad (i\ge2)
</math>|{{EquationRef|2}}}}
MORSE: {{NumBlk|::|
<math>E_{bond}=D[1-\exp\left(-a(R-R^{eq})\right)]^2
</math>|{{EquationRef|3}}}}

* '''[注意] ''' HARMONIC では、[[Biasmk4_system#Namelist variables for biasmk4 | BIASMK4]] による同名のバイアスポテンシャルを用いて実装されている。したがって、HARMONICを用いる際には、FreeFlexの入力ファイル中のネームリスト &biasmk4 で、calculate_biasmk4 = .true. を指定しておく必要がある。
* Taylor 展開 {{EquationNote|1|(2)}} の次数を指定する引数も必要

====ANGLE_DATA====
サイト1の番号サイト2の番号サイト3の番号ポテンシャルの種類(keyword) パラメータのセット
・サイト1の番号,サイト2の番号,サイト3の番号: SITE_DATA で記述した通し番号
・ポテンシャルの種類 = (TAYLOR)、HARMONIC、CONSTRAINT
・パラメータのセット = (TAYLOR: 平衡結合角、バネ定数)
HARMONIC: バネ定数 ''c''、平衡結合角 θeq
CONSTRAINT: 平衡結合角
'''[注意] ''' TAYLORは、まだサポートされていない。

* サイト番号の順番は 1-2-3 or 3-2-1 を同じ情報として扱う。どちらか一方を指定すればよい。
* ANGLE_DATA のサイト番号を用いて、1-3と3-1のペアの結合状態 (pairtype) を作成する。

ポテンシャル
HARMONIC: {{NumBlk|::|
<math>E_{angle}= \frac{c}{2}(\theta-\theta^{eq})^2
</math>|{{EquationRef|4}}}}
TAYLOR: {{NumBlk|::|
<math>E_{angle}=\sum_i \frac{K^{\theta}_i}{i!}(\theta-\theta^{eq})^i\quad (i\ge2)
</math>|{{EquationRef|5}}}}

* '''[注意] ''' HARMONIC では、[[Biasmk4_system#Namelist variables for biasmk4 | BIASMK4]] による同名のバイアスポテンシャルを用いて実装されている。したがって、HARMONICを用いる際には、FreeFlexの入力ファイル中のネームリスト &biasmk4 で、calculate_biasmk4 = .true. を指定しておく必要がある。
* Taylor 展開 {{EquationNote|5|(5)}} の次数を指定する引数も必要
* linear-bend も ANGLE_DATA で対応する
(linear-bend は angle が 180 度の場合に対応しており、振動の自由度が通常の angle と比べて1つ増えたものとなっている。
このため、座標としては2つ用意する必要があるが、結合角方向のポテンシャルだけで振動自体は表現できるため、ANGLE_DATA で linear-bend を実装する。 )
* Taylor 展開 {{EquationNote|5|(5)}} の <math>\theta</math> を <math>\cos\theta</math> に置き換えたものを実装するかもしれない。

====DIHEDRAL_DATA====
サイト1の番号サイト2の番号サイト3の番号サイト4の番号ポテンシャルの種類(keyword) パラメータのセット
・サイト1の番号,サイト2の番号,サイト3の番号,サイト4の番号: SITE_DATA で記述した通し番号
・ポテンシャルの種類 = (TAYLOR)、HARMONIC、(COS)、COS_SERIES1、COS_SERIES2、COS_SERIES3、CONSTRAINT
・パラメータのセット = (TAYLOR: 平衡二面角、バネ定数)
HARMONIC: バネ定数、平衡二面角
COS_SERIES1: 振幅1、位相角1
COS_SERIES2: 振幅1、位相角1、振幅2、位相角2
COS_SERIES3: 振幅1、位相角1、振幅2、位相角2、振幅3、位相角3
COS_SE3_AMBER: 振幅1 ''A'' 1、位相角1 φ1、振幅2 ''A'' 2、位相角2 φ2、振幅3 ''A'' 3、位相角3 φ3
COS_DLPOLY: 振幅、ポテンシャルミニマムの数、位相角
CONSTRAINT: 平衡二面角
'''[注意] ''' TAYLOR, COS は、まだサポートされていない。

* 振幅の単位はkcal/mol、角度の単位はdegree。
* サイト番号の順番は 1-2-3-4 or 4-3-2-1 を同じ情報として扱う。番号の順番によって二面角の符号が異なるので注意。

[[ファイル:Dihedral.png|center|400px]]

* DIHEDRAL_DATA のサイト番号を用いて、1-4と4-1のペアの結合状態 (pairtype) を作成する。

ポテンシャル

HARMONIC:
{{NumBlk|::|
<math>E_{dihedral}=\frac{c}{2}(\phi-\phi^{eq})^2
</math>|{{EquationRef|6}}}}
TAYLOR:
{{NumBlk|::|
<math>E_{dihedral}=\sum_i \frac{K^{\phi}_i}{i!}(\phi-\phi^{eq})^i\quad (i\ge2)
</math>|{{EquationRef|7}}}}
COS_DLPOLY:
{{NumBlk|::|
<math>E_{dihedral}=\sum_i A_i\cos(i\phi+\phi_i)\quad (i\ge1)
</math>|{{EquationRef|8}}}}
COS_SE3_AMBER:
{{NumBlk|::|
<math>E_{dihedral}
=\frac{1}{2}A_1(1+\cos(\phi-\phi_1))
+\frac{1}{2}A_2(1+\cos(-2\phi-\phi_2))
+\frac{1}{2}A_3(1+\cos(-3\phi-\phi_3))
</math>|{{EquationRef|9}}}}

* '''[注意] ''' HARMONIC では、[[Biasmk4_system#Namelist variables for biasmk4 | BIASMK4]] による同名のバイアスポテンシャルを用いて実装されている。したがって、HARMONICを用いる際には、FreeFlexの入力ファイル中のネームリスト &biasmk4 で、calculate_biasmk4 = .true. を指定しておく必要がある。
* Taylor 展開 {{EquationNote|7|(7)}} の次数を指定する引数も必要
* 文献では他にも異なるポテンシャル関数の式があるため、実装する際には定義に注意すること（定数項がある、cos の前の符号、位相の前の符号 etc.）

====OUTOFPLANE_DATA====
サイト1の番号サイト2の番号サイト3の番号サイト4の番号ポテンシャルの種類(keyword) パラメータのセット
・サイト1の番号,サイト2の番号,サイト3の番号,サイト4の番号: SITE_DATA で記述した通し番号
・ポテンシャルの種類 = (TAYLOR)、HARMONIC、CONSTRAINT
・パラメータのセット = (TAYLOR: 平衡面外角、バネ定数)
HARMONIC: バネ定数''c''、平衡面外角 χeq
CONSTRAINT: 平衡面外角
'''[注意] ''' TAYLORは、サポートされていない。

* サイト番号の順番は 1-2-3-4 or 1-2-4-3 or 3-2-1-4 or 3-2-4-1 or 4-2-1-3 or 4-2-3-1 を同じ情報として扱う。番号の順番によってポテンシャルの定義が異なるので注意。
1,2,3,4の順番での面外角 (wagging angle) は、以下の図の定義に従う。

[[ファイル:Oop.png|center|160px]]

ポテンシャル

HARMONIC:
{{NumBlk|::|
<math>E_{out-of-plane}=\frac{c}{2}(\chi-\chi^{eq})^2
</math>|{{EquationRef|10}}}}
TAYLOR:
{{NumBlk|::|
<math>E_{out-of-plane}=\sum_i \frac{K^{\chi}_i}{i!}(\chi-\chi^{eq})^i\quad (i\ge2)
</math>|{{EquationRef|11}}}}

* '''[注意] ''' HARMONIC では、[[Biasmk4_system#Namelist variables for biasmk4 | BIASMK4]] による同名のバイアスポテンシャルを用いて実装されている。したがって、HARMONICを用いる際には、FreeFlexの入力ファイル中のネームリスト &biasmk4 で、calculate_biasmk4 = .true. を指定しておく必要がある。
* Taylor 展開 {{EquationNote|11|(11)}} の次数を指定する引数も必要

====ANGLE_COM_DATA====
重心1の番号重心2の番号重心3の番号ポテンシャルの種類(keyword) パラメータのセット
・重心1の番号,重心2の番号,重心3の番号: SITE_DATA で記述したグループ番号
・ポテンシャルの種類 = ANGLE_DATAに同じ
・パラメータのセット = ANGLE_DATAに同じ

* 分子内で部分的に重心を定義し、これらのなす角にポテンシャル/拘束をかける際に用いる。
* 重心番号の順番は 1-2-3 or 3-2-1 を同じ情報として扱う。どちらか一方を指定すればよい。
* ここで指定した情報はペアの結合状態 (pairtype) に影響しない。

====PAIRTYPE_DATA====
サイト1の番号サイト2の番号 pairtypeパラメータ
・サイト1の番号,サイト2の番号: SITE_DATA で記述した通し番号
・pairtypeパラメータ = 同じ番号(1-1) -1
分子内1-i(i>=5) 0
異なる分子間ペア 0
1-2 1
1-3 10
1-4 100

* PAIRTYPE は、上の BOND_DATA, ANGLE_DATA, DIHEDRAL_DATA では両端のサイトペアに自動的に設定されるため、あらわに与える必要はない。
　BOND_DATAでサイト1とサイト2 を指定すると 1-2 の pairtype は 1、ANGLE_DATA でサイト1-2-3 を指定すると 1-3 のpairtype は 10、DIHEDRAL_DATA でサイト 1-2-3-4 を指定すると 1-4 の pairtype は 100 に自動的に設定される。
BOND_DATA, ANGLE_DATA, DIHEDRAL_DATA の両端でないサイトのペアに対して、PAIRTYPE_DATA で結合状態 (pairtype) を指定することができる。

* サイト番号のペアは順番を問わない。1-2 と 2-1 は同じ情報として扱われる。

* 多サイト分子のmsファイル内で、分子内サイト間でLennard-Jonesやクーロン相互作用を計算しない場合には、PAIRTYPEを1か10としておくのが良い。

==その他備考==
* linear-bend は ANGLE_DATA で実装する
* 分子内の 1-2,1-3,1-4 ペアなどの区別の仕方
system_struct の配列変数 pairtype(1:nsite,1:nsite)を用いて以下のように区別する。

ペア pairtype
同じ番号(1-1) -1
分子内1-i(i>=5) 0
異なる分子間ペア 0
1-2 1
1-3 10
1-4 100

* version>=0.3 の BOND_DATA などで用いるポテンシャルは、2016/10/5現在の時点ではbiasmk4によって実装する方針である。
cf.[[Biasmk4_system#Available bias type | biasmk4_system_struct #Available bias type]]

Msファイルの仕様 - 版の履歴

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