根据电荷位置计算电场的工具?

计算科学 可视化 电磁学
2021-12-23 18:29:32

我有大量电荷的位置(强度是已知的,但也是变量)。是否有任何工具可以让我可视化由这些电荷(或这些电荷的子集)引起的电场?是否有连接到可视化例程的工具,以便可以将这些工具转换为演示文稿或文章的图形?

2个回答

- 小分子 APBS
+ VMD 的简短答案(链接

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-更长的答案
首先,您需要将分子转换为PQR 格式PQR 相当简单,并且是空格分隔的:

Field_name Atom_number Atom_name Residue_name Chain_ID Residue_number X Y Z Charge Radius

PQR 是每个原子一行。Field_name 应始终为ATOM. 接下来的五个字段都与旧 PDB 格式使用的残基命名方案有关。如果您想要做的唯一事情是可视化该字段,您可以只0001 H DUM A 001为每个原子使用这五个字段,只要您在每行( )上将 Atom_number 字段增加 1 0001, 0002, etc.)。特别注意 XYZ 场,它们(显然)是原子的 xyz 坐标,以及电荷场,(也很明显)是原子的部分电荷。由于你没有隐式溶剂,半径场是无关紧要,可能应该0为所有原子设置为。

如果您已经有部分费用(我将假设您已经有坐标),那么编写一个创建 PQR 文件的脚本应该很简单。如果您还没有部分费用,或者您的分子恰好采用某些可接受的格式(MOL2、PDB 或 XML),您可能应该弄清楚如何使用PDB2PQR 工具来制作您的 PQR 文件。

安装APBSVMD,然后按照此处的说明进行操作。需要注意的一件事:由于您没有隐式溶剂,因此在“运行静电计算”的第 3 步中,您需要将溶剂和溶质介电常数设置为等于您在 MD 模拟中使用的任何介电常数(如果您没有知道它是什么,将它们都设置为 1 应该没问题)。

应该是这样的。如果您有任何问题,或者如果它不起作用,请添加一些评论,我会看看我能做些什么来回答/修复它。

如果电荷的数量不是太大,手动编码势的公式,然后用Sage或 Mathematica 象征性地求导应该很容易。

如果您有大量的费用(几十个或更多,在一个文件中很长以手动转换为某些东西),您可以将费用及其位置读取到 python 列表中,分别计算它们中的每一个的潜力,然后然后把所有的势加在一起。