GROMACS

重要：始终先查看本地帮助
GROMACS 版本差异可能导致参数不同。务必先运行 gmx <command> -h 获取该命令最准确的参数信息。

GROMACS 是分子动力学模拟软件包，可模拟从几百到数百万粒子的系统。本技能提供 GROMACS 命令参考和工作流指南。

快速入门

检查版本

CODEBLOCK0

记录版本号以便查阅对应文档。

获取帮助

优先级 1：本地帮助（最快、版本匹配）
CODEBLOCK1

优先级 2：在线文档（详细、官方）
CODEBLOCK2

命令分类

分类	主要命令	说明
拓扑与结构	INLINECODE1, editconf, solvate, insert-molecules, INLINECODE5	生成拓扑、定义盒子、添加溶剂
模拟设置

grompp, mdrun | 生成运行文件、执行模拟 | | 能量分析 | energy, eneconv, bar | 提取能量、自由能计算 | | 轨迹分析 | rms, rmsf, gyrate, hbond, distance, angle, dihedral, cluster, mindist, sasa, principal, do_dssp | RMSD/RMSF、氢键、距离、二级结构等 | | 结构分析 | covar, anaeig, mdmat, sham, order, rotacf, dielectric | PCA、距离矩阵、自由能景观 | | 轨迹处理 | trjconv, trjcat, trjorder, dump | 格式转换、PBC 修正、轨迹拼接 | | 索引与选择 | make_ndx, select, genion | 创建索引组、选择原子、添加离子 | | 工具 | xpm2ps, x2top, check, wham, tune_pme | 格式转换、检查文件、WHAM 分析 |

完整命令说明请参阅 command-categories.md。

常用参数

输入输出

参数	说明
INLINECODE42	输入轨迹/结构文件
INLINECODE43

输入拓扑文件（.tpr） | | -n INDEX | 输入索引文件（.ndx） | | -o OUTPUT | 输出文件 | | -deffnm BASENAME | 默认文件名前缀 |

时间选择

参数	说明
INLINECODE47	起始时间（ps）
INLINECODE48

结束时间（ps） | | -dt TIME | 时间步长（ps） |

轨迹处理

参数	说明
INLINECODE50	PBC 处理（none, mol, atom, com, nojump）
INLINECODE51

居中坐标 | | -fit TYPE | 拟合轨迹（none, rot+trans 等） |

性能参数

参数	说明
INLINECODE53	线程数
INLINECODE54

OpenMP 线程数 | | -nb TYPE | 邻居搜索（cpu, gpu） |

完整参数说明请参阅 common-parameters.md。

如何使用 GROMACS 命令

核心原则：始终先查看本地帮助

CODEBLOCK3

本地帮助提供：

• - 完整参数列表
• 默认值说明
• 输入/输出文件要求
• 使用示例

在线文档查询（本地帮助不够时）：

CODEBLOCK4

文件格式

输入格式

格式	说明
INLINECODE56	Protein Data Bank 格式
INLINECODE57

GROMACS 坐标格式 | | .tpr | GROMACS 运行输入文件（拓扑+参数） | | .xtc | 压缩轨迹（有损，适合长模拟） | | .trr | 全精度轨迹 | | .ndx | 索引文件（原子组） | | .mdp | 分子动力学参数文件 | | .top | 拓扑文件 |

输出格式

格式	说明
INLINECODE64	Grace/XVG 图表格式（时间序列数据）
INLINECODE65

像素图格式（矩阵、热图） | | .edr | 能量文件（二进制） | | .log | 日志文件 | | .cpt | 检查点文件（用于续算） |

版本兼容性

不同 GROMACS 版本可能有参数差异：

• - .tpr 文件不兼容不同主版本
• 升级版本后需重新生成 .tpr 文件
• 始终检查 .mdp 参数是否有效
• 版本差异请查询官方文档：INLINECODE72

与 DuIvyTools 配合

GROMACS 输出文件可使用 DuIvyTools 可视化：

• - .xvg 文件：RMSD、RMSF、能量、氢键等时间序列数据
• .xpm 文件：DCCM、FEL、DSSP 等矩阵数据

使用 duivytools-skills 技能进行可视化：

CODEBLOCK5

性能优化

并行执行

CODEBLOCK6

GPU 加速

CODEBLOCK7

常见问题

"Fatal error: No such group"：索引组未找到

• - 解决方案：使用 make_ndx 创建正确的索引文件

"Fatal error: Domain decomposition error"：并行设置问题

• - 解决方案：调整 MPI 进程数或域分解参数

"Fatal error: Number of coordinates does not match topology"：文件不匹配

• - 解决方案：重新生成拓扑或坐标文件

最佳实践

• - 使用前检查版本
• 优先使用本地帮助获取准确参数
• 大模拟前先在小系统测试
• 生产运行时监控能量守恒
• 修改前备份文件
• 记录所有参数以便复现
• 使用 DuIvyTools 进行可视化分析

重要安全提示

Production Run（生产运行）
Agent 不应主动执行 mdrun 生产运行。正确的做法是：

• - 生成运行脚本（如 run.sh）供用户执行
• 脚本应包含完整的运行命令和参数
• 让用户在合适的计算环境中自行运行

示例脚本：

> #!/bin/bash
> # run_md.sh - 生产运行脚本
> gmx mdrun -s md.tpr -deffnm md -ntomp 4 -nb gpu
> 

Agent 可以执行的操作：

• - ✅ 能量最小化（短时间）
• ✅ NVT/NPT 平衡（短时间）
• ✅ 分析命令（rms, rmsf, hbond 等）
• ✅ 轨迹处理（trjconv）
• ❌ 长时间生产运行（应由用户执行）

参考文档

• - command-categories.md - 完整命令列表和说明
• common-parameters.md - 常用参数详解

相关资源

• - 官方文档: https://manual.gromacs.org/
• GitHub: https://github.com/gromacs/gromacs
• 用户论坛: https://gromacs.bioexcel.eu/
• 教程: http://www.mdtutorials.com/gmx/
• 引用: Abraham et al., SoftwareX 1-2, 19-25 (2015)