本文介绍了Gaussian、Materials Studio、Gamess、PyQuante、PySCF、Autodock、Gromacs和Castep的编译安装

目录

  1. 可视化软件
  2. Gasussian
    1. Gasussian的安装
    2. 关于GPU加速
    3. 自定义基组
    4. Multiwfn和VMD的设置
    5. 使用Multiwfn结合VMD分析和绘制分子表面静电势分布
    6. 使用Multiwfn+VMD快速绘制高质量分子轨道
    7. 参考
  3. Materials Studio
  4. Gamess CPU编译
  5. PyQuante
  6. PySCF
  7. Autodock
  8. Gromacs
  9. Castep

可视化软件

VMD：免费
Avogadro：同样免费

Gasussian

Gasussian的安装

解压文件，对于tar.gz格式的和tbz不同格式的

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apt-get update
apt-get install bzip2
tar -xzf /mnt/d/file/1.tar.gz
tar -xjvf /mnt/d/file/a.tbz

建立scratch目录

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mkdir scratch
chmod 750 *

在Gaussian目录下nano Default.Route，写入下面的内容

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-P- 4
-M- 12GB

修改用户配置文件

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nano .bashrc
#g09
#export g09root=/home/sean
#export GAUSS_SCRDIR=/home/sean/g09/scratch
#source /home/sean/g09/bsd/g09.profile
#g09 end

#g16
#export g16root=/home/sean
#export GAUSS_SCRDIR=/home/sean/g16/scratch
#source /home/sean/g16/bsd/g16.profile
#g16 end

#gv6
export GV_DIR=/home/xwpan/gv
export LIBPATH=/home/xwpan/gv
export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/home/xwpan/gv/lib
PATH=$PATH:/home/xwpan/gv
alias gv='gview.exe'
#gv6 end

使得配置文件生效

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source .bashrc

关于GPU加速

笔者试了一下，发现报错为

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No NVIDIA/CUDA version of this construct available for the current device

查了一下资料

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Gaussian 16 can use NVIDIA K40, K80, P100 (Rev. B.01), V100 (Rev. C.01) and A100 (Rev. C.02) GPUs under Linux

所以也不用想了

自定义基组

如果需要自定义基组，访问Basis Set Exchange获得，拷贝到Gaussian文件末尾，使用基组gencp

Multiwfn和VMD的设置

Multiwfn下载
VMD下载
修改Multiwfn目录下的settings.ini的nthreads=4，设置使用的核心数目
在VMD文件夹下的vmd.rc文件末尾添加如下代码

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display depthcue off
color scale method BWR
color Display Background white
axes location Off

使用Multiwfn结合VMD分析和绘制分子表面静电势分布

Multiwfn使用Gaussian的输入文件需要转化chk为fchk

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formchk x.chk

假如文件为1.fchk，复制到Multiwfn根目录，打开软件后输入

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1.fchk

定量分子表面分析

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开始计算

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将分子表面极值点导出到当前目录下surfanalysis.pdb文件中

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将所有分子表面顶点导出到当前目录下vtx.pdb文件中

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把当前体系的坐标导出到当前目录下furan.pdb中

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再输入

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furan.pdb

将furan.pdb、surfanalysis.pdb和vtx.pdb直接拖动到VMD Main窗口里
在VMD Main窗口选Graphics-Representations
(1)在Selected Molecule一栏里选择furan.pdb，Drawing Method选Licorice，Bond Radius减小到0.1。

(2)将Selected Molecule一栏切换到surfanalysis.pdb，在控制台输入

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mol modstyle 0 1 VDW 0.06

然后在Selected Atoms里输入carbon并回车，然后将Coloring Method选为ColorID，并且在右边新出现的框里选Orange2。
点击Create Rep按钮创建新显示方式，在Selected Atoms里输入oxygen并回车，然后将ColorID右边的框设为Cyan，此时分子表面极小点就通过青色圆球显示出来了。

(3)在Selected Molecule一栏里选择vtx.pdb，Drawing Method选Points，Size大使分子表面上的顶点紧密相连，不留明显空隙，Coloring Method选Beta，在Trajectory标签页里将Color Scale Data Range取证并点击Set，代表色彩刻度设用默认的色彩刻度范围并且取整。现在分子表面填色图就出现了。越蓝的区域静电势越负，越红的区域越正，白色区域的静电势数值在0附近。

之后给图上加上色彩刻度轴。选Extensions-Visualization-Color Scale Bar，Color bar width设为0.08，Display title选on并且将Color bar title里写上ESP (kcal/mol)，Minimum和Maximum scale value分别填-22和22，Number of axis labels输入10，Color labels选Black，Label format选Decimal。然后点Draw Color Scale Bar按钮，色彩刻度就出现在画面中了，并且VMD Main窗口中多出了一个名为Color Scale Bar的一项。然后调整它的大小和位置，即双击VMD Main窗口中Color Scale Bar那一项当中的F标签使之变为红色，而双击其它项目的F标签使它们的F变为黑色。然后点击VMD的OpenGL图形窗口激活之，按t键进入平移模式，然后拖动鼠标将色彩刻度轴放置到合适位置，并且用鼠标滚轮调整它的大小。调合适之后再按r键恢复旋转视角模式，并且在VMD Main里将Color Scale Bar那一项的F重新双击成黑色，而其它三项的F重新双击为红色。

(4)双击furan.pdb和surfanalysis.pdb对应的条目的D标签使其变红，此时窗口内就只有分子表面和色彩刻度轴显示了出来,然后按Alt+Printscreen键将窗口截图，粘贴到PS中

使用Multiwfn+VMD快速绘制高质量分子轨道

首先把Multiwfn文件包的examples\scripts目录下的showorb.bat和showorb.txt都拷到Multiwfn可执行文件所在目录下。
修改showorb.txt文件的第三行数字为要计算的分子轨道，比如查看的轨道为48(HOMO),49(LUMO)，就输48-49或者48,49，保存文件
在Multiwfn打开cmd，运行

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Multiwfn 1.fchk < showorb.txt

然后将生成的orb000048.cub和orb000049.cub复制到VMD根目录里
把Multiwfn文件包的examples\scripts目录下的VMD绘图脚本showorb.vmd，在VMD文件夹下的vmd.rc文件末尾添加

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source showorb.vmd

启动VMD，在命令行中输入

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orb 48

再输入下面的代码

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color Name C tan
color change rgb tan 0.700000 0.560000 0.360000
material change mirror Opaque 0.15
material change outline Opaque 4.000000
material change outlinewidth Opaque 0.5
material change ambient Glossy 0.1
material change diffuse Glossy 0.600000
material change opacity Glossy 0.75
material change shininess Glossy 1.0
mol modcolor 1 top ColorID 12
mol modcolor 2 top ColorID 22
display distance -7.0
display height 10
light 3 on

截图保存即可

参考

Running Gaussian Using GPUs
在Gaussian 16计算中使用GPU
使用Multiwfn结合VMD分析和绘制分子表面静电势分布
使用Multiwfn+VMD快速绘制高质量分子轨道等值面图（含视频）
用VMD绘制艺术级轨道等值面图的方法（含演示视频）

Materials Studio

修改第一行的XXX为PC的设备名称

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SERVER XXX ANY 27000

无论安装位置在什么地方，在安装完成后复制msi2019.lic到

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C:\Program Files (x86)\BIOVIA\LicensePack\share\data

使用管理员权限打开License Administrator 2019
选择C:\Program Files (x86)\BIOVIA\LicensePack\share\data\msi2019.lic完成注册

Gamess CPU编译

申请源代码，只需要邮箱，速度很快，建议使用IDM下载
PS：GAMESS+LIBCCHEM version September 30, 2022 R2 for NVIDIA GPUs源码大小是151.96MB
注意编译完了千万别移动文件
安装csh

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apt-get install csh gfortran

解压源代码

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tar -zxvf gamess-current.tar.gz

配置编译环境

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./config

回车
linux64
仨回车
gfortran(有大佬知道啥是armflang吗？)
另一个窗口打gfortran –v，我出来的是9.2.1 20191008，但是要输9.2
打了发现搞笑的是它居然不认……..，果然查源代码之后发现在哪选到9.1，那就自己加一个喽
其实树莓派应该可以安装Atlas(谁知道ArmPL是个啥东东)，感觉安装很麻烦，选了none
回车
虽然我安装了mpi，但是觉得没啥用，选sockets
它说选了yes需要消耗大量内存时间进行编译，我先编译出来了再说，选no
下一步是需要嘤伟达的GPU(树莓派哭晕)，选no
它说输入的信息都存储在install.info里了，请遵守readme.unix里面的内容
先编译ddi

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cd ddi
./compddi

生成了data_server.x、ddikick.x、ddi_test.x、libddi.a四个文件
cd主目录，修改comp，搜索case 9.1: 后面加上9.2
接下来的操作建议在screen里操作

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./ compall

编译的贼慢，还只能用单核编译，不过倒是跳过了很多东西，睡起来再看吧
手动执行

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./lked gamess 00

gamess目录里建立src目录
rungms文件作如下修改：
把set TARGET=sockets下面的三行改为

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set SCR=/app/gamess/scr
set USERSCR=/app/gamess/scr
set GMSPATH=/app/gamess

PyQuante

解压源代码

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tar -zxvf PyQuante-1.6.5.tar.gz

安装Python开发包

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apt-get install python-dev

编译Python源代码

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python setup.py bdist_wheel

(这个setup.py有问题，开头少了个from setuptools import setup)

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Pip install PyQuante-1.6.5-cp27-cp27mu-linux_aarch64.whl

输入python进入交互界面
尝试运行

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from PyQuante.Molecule import Molecule

输入氢原子

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h2 = Molecule('h2',[(1,(0,0,0)),(1,(1.4,0,0))])

引入HF函数

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from PyQuante.hartree_fock import rhf
en,orbe,orbs = rhf(h2)

计算水分子的能量

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print "HF Energy = ",en

完美
附加安装openbabel

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apt-get install swig openbabel python-openbabel

测试python-openbabel

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import openbabel

还有clibint，不知道怎么安装
参考Pyquante项目

PySCF

先下载编译libcint

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unzip libcint-3.0.20.zip
mkdir build; cd build
cmake -DBUILD_SHARED_LIBS=0 ..
make install

在/usr/local/lib里会多出libcint两个文件两个软连接
配置环境变量

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export PYSCF_INC_DIR=/path/to/libcint:/usr/local/lib

下载编译libxc
Cd到目录后make
还有Python的库，值得安装

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pylibxc-5.0.0-cp37-cp37m-linux_aarch64.whl

这个也是Octopus的最核心的库

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tar -zxvf pyscf-v1.7.1.tar.gz
cd pyscf
python3 setup.py bdist_wheel
pip3 install pyscf-1.7.1-cp37-cp37m-linux_aarch64.whl

运行测试

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import pyscf

Autodock

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tar -zxvf autodocksuite-4.2.6-src.tar.gz

解压之后得到src文件夹，里面有dock和GUI
cd进去之后

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./configure

开sreen后make，完了make check，然后make install，这样/usr/local/bin会多俩文件

Gromacs

先在文档里下载源代码

安装fftw

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apt-get install libfftw3-single3 libfftw3-long3 libfftw3-double3 libfftw3-3 libfftw3-bin libfftw3-dev

生成Gromacs编译文件

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tar -zxvf gromacs-2020.2.tar.gz
cd /app/gromacs-2020.2
mkdir build
cd build
cmake ..

其实包括官网的教程会在后面加一堆参数，其实不用，它会自动检查，非常方便。检查的内容包括编译器，cuda，opencl，fftw3，还能检测到ARM_NEON

开始编译

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make -j4
make check

安装软件

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make install

文件就被安装在了/usr/local/gromacs

建议写到.bashrc里

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source /usr/local/gromacs/bin/GMXRC

运行完了测试一下

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gmx -version

Castep

1.安装gfortran

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apt-get install gfortran

2.安装liblapacke

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apt-get install liblapacke-dev

3.开始编译

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make -j4