Quickstart：从画分子到测试模拟

系列标签： MDStudio · Quickstart · 乙醇

新开一个分子动力学课题，往往卡在同一件事：分子画好了，力场、装盒、Lammps 输入却要在好几个软件之间来回传。MDStudio 是面向分子动力学用户的轻量级在线工作室——在浏览器里画分子、生成力场、搭建模拟盒子，一路写到 Lammps 常用输入，不必先搭本机命令行流水线。

终局两份文件（有时还会多出一份势参数片段）可以这样理解：

文件 是什么
data.lmp 盒子里有什么：原子坐标、分子拓扑，以及力场落地后的数据
in.lmp 怎么跑：积分、系综、输出等控制指令（Lammps 的启动脚本）
pair.lmp（若有） 势 / pair 相关片段，一般由生成流程写出，会被 in.lmp 引用或并入，可当作 in.lmp 体系的一部分，不必单独当「第三条主线」

跑通之后，还可以在站内做一次短时测试模拟，确认输入能启动、体系看起来稳定、分子拓扑结构不变。密度收敛、长轨迹、物性分析不在这里做——输入齐了，再下载到本机或集群正式算。

本文是 Quickstart：用一条故意做小的乙醇体系路径，大约 10–15 分钟走完「绘制 → 力场 → 装盒 → 测试」。学完能带走：该点哪些按钮、工作区里会出现哪些文件名、成功时右侧预览长什么样。各 Tab 与界面地图见 MDStudio功能与界面总览，左侧文件面板见 MDStudio资源管理器；正式使用前务必了解 MDStudio使用须知与限制。

一、案例目标（乙醇纯液）

项 建议
分子 乙醇（画板绘制；或力场页直接用 SMILES）
力场 GAFF2 + 电荷 AM1-BCC（快，适合入门）
盒子 约 10 个乙醇分子（约 90 原子；免费档装盒上限是 总原子 ≤ 1000，不是分子个数）
目标 10–15 分钟内走通；测试模拟跑完；可下载 data.lmp / in.lmp
不算什么 密度收敛、轨迹分析、正式生产采样

二、推荐步骤

1. 孤立分子：绘制乙醇结构

  1. 打开 孤立分子 Tab，用画板画出乙醇。
  2. 分子名处输入：ethanol
  3. 点击 仅保存 mol，产生 ethanol.mol 文件写入左侧工作区。
  4. 右侧可视化区自动展示 ethanol.mol；若没有，可单击该文件；双击可查看文件内容。

2. 力场生成：.ff + .xyz

  1. 打开 力场生成 Tab，选择上一步的 ethanol.mol；分子名会默认取该文件的 stem。（也可跳过步骤 1：直接输入乙醇 SMILES 码 CCO，并手动填写分子名。）
  2. 力场选 GAFF2，电荷选 AM1-BCC，其他默认即可。
  3. 点击 执行 提交任务，等待完成。
  4. 工作区产生：
    – ethanol_ff.mol2：原子坐标与拓扑
    – ethanol_ff.xyz：原子坐标（后续搭建盒子用）
    – ethanol.ff：分子力场（后续生成 Lammps 输入用）
  5. 右侧可视化区自动展示 ethanol_ff.xyz；颜色选 charge 可按电荷给原子着色；鼠标悬停某一原子，可查看其基本信息。

3. 搭建盒子：三步

  1. 打开 搭建盒子 Tab，勾选 ethanol_ff.xyz，份数设为 10，其他参数默认即可。
  2. 点击 生成 Packmol，得到 pack.inp 与 ethanol_ff_pack.xyz，供下一步 Packmol 装盒使用。（需要时打开 pack.inp 编辑，可改装盒设置。）
  3. 点击 运行 Packmol：后台读入 pack.inp 与 ethanol_ff_pack.xyz，生成 simbox.xyz；右侧可视化区自动展示装盒后的体系。
  4. 点击 生成 Lammps：用 simbox.xyz 以及对应的分子结构、力场文件，写出 data.lmp 与 in.lmp。（需要时打开 in.lmp 编辑，可改模拟控制；若工作区还有 pair.lmp，一般随 in.lmp 一并使用即可。）
  5. data.lmp 与 in.lmp 可下载，用于在本地或集群提交正式模拟。

4. 测试模拟

  1. 打开 测试模拟，确认 data.lmp、in.lmp 显示已就绪；若 in.lmp 里有 include pair.lmp，还需 pair.lmp 就绪。
  2. 点击 生成测试脚本，生成 in.test.lmp；确认 in.test.lmp 显示已就绪。
  3. 点击 运行测试模拟 启动；绘图区会动态展示温度、压力、能量、密度等变化，完成后可视化区展示模拟轨迹。
  4. 测试模拟主要用于检查能否稳定起步、分子拓扑是否完整——验证流水线能跑，不能当作生产 MD。正式长跑请下载 data.lmp / in.lmp（及如有的 pair.lmp），到本机或集群继续算。

三、成功验收清单

  • [ ] 工作区有 ethanol.mol（或等价结构）、ethanol_ff.xyz、ethanol.ff、simbox.xyz、data.lmp、in.lmp（有则还有 pair.lmp / in.test.lmp）
  • [ ] 测试模拟跑完；绘图区 / 轨迹预览有输出
  • [ ] 可将 data.lmp、in.lmp 下载到本地

四、常见问题

问题 处理
Tab 提示开通会员 确认已登录；权益说明见 MDStudio使用须知与限制
力场失败 / 超时 分子是否过大；电荷是否仍为 AM1-BCC；打开任务日志看报错
装盒提示下载 run_packmol.sh 本案例把分子数保持约 10 再试；其它情形见须知
测试模拟不能启动 确认 data.lmp、in.lmp（及需要时的 pair.lmp）、in.test.lmp 均显示就绪；仍不行再对照须知
右侧没有自动预览 在左侧工作区单击对应文件；双击可查看文本内容

小结

  1. MDStudio 把「结构 → 力场 → 盒子 → Lammps 输入」收进浏览器；记住 data.lmp 是数据，in.lmp 是怎么跑（pair.lmp 有则跟 in.lmp 一起用）。
  2. 乙醇 × 10 这条小路径，用来快速验证点击顺序与产物文件名。
  3. 装盒用 ethanol_ff.xyz + ethanol.ff 成对保留；测试用 in.test.lmp，生产长跑另用下载的 in.lmp。遇开通或报错，再读须知即可。

学习路径

前置阅读：

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