doc/src/dihedral_charmm.txt

   1 "LAMMPS WWW Site"_lws - "LAMMPS Documentation"_ld - "LAMMPS Commands"_lc :c
   2
   3 :link(lws,http://lammps.sandia.gov)
   4 :link(ld,Manual.html)
   5 :link(lc,Section_commands.html#comm)
   6
   7 :line
   8
   9 dihedral_style charmm command :h3
  10 dihedral_style charmm/intel command :h3
  11 dihedral_style charmm/kk command :h3
  12 dihedral_style charmm/omp command :h3
  13
  14 [Syntax:]
  15
  16 dihedral_style charmm :pre
  17
  18 [Examples:]
  19
  20 dihedral_style charmm
  21 dihedral_coeff  1 0.2 1 180 1.0
  22 dihedral_coeff  2 1.8 1   0 1.0
  23 dihedral_coeff  1 3.1 2 180 0.5 :pre
  24
  25 [Description:]
  26
  27 The {charmm} dihedral style uses the potential
  28
  29 :c,image(Eqs/dihedral_charmm.jpg)
  30
  31 See "(MacKerell)"_#dihedral-MacKerell for a description of the CHARMM
  32 force field.  This dihedral style can also be used for the AMBER force
  33 field (see comment on weighting factors below).  See
  34 "(Cornell)"_#dihedral-Cornell for a description of the AMBER force
  35 field.
  36
  37 The following coefficients must be defined for each dihedral type via the
  38 "dihedral_coeff"_dihedral_coeff.html command as in the example above, or in
  39 the data file or restart files read by the "read_data"_read_data.html
  40 or "read_restart"_read_restart.html commands:
  41
  42 K (energy)
  43 n (integer >= 0)
  44 d (integer value of degrees)
  45 weighting factor (1.0, 0.5, or 0.0) :ul
  46
  47 The weighting factor is required to correct for double counting
  48 pairwise non-bonded Lennard-Jones interactions in cyclic systems or
  49 when using the CHARMM dihedral style with non-CHARMM force fields.
  50 With the CHARMM dihedral style, interactions between the 1st and 4th
  51 atoms in a dihedral are skipped during the normal non-bonded force
  52 computation and instead evaluated as part of the dihedral using
  53 special epsilon and sigma values specified with the
  54 "pair_coeff"_pair_charmm.html command of pair styles that contain
  55 "lj/charmm" (e.g. "pair_style lj/charmm/coul/long"_pair_charmm.html)
  56 In 6-membered rings, the same 1-4 interaction would be computed twice
  57 (once for the clockwise 1-4 pair in dihedral 1-2-3-4 and once in the
  58 counterclockwise dihedral 1-6-5-4) and thus the weighting factor has
  59 to be 0.5 in this case.  In 4-membered or 5-membered rings, the 1-4
  60 dihedral also is counted as a 1-2 or 1-3 interaction when going around
  61 the ring in the opposite direction and thus the weighting factor is
  62 0.0, as the 1-2 and 1-3 exclusions take precedence.
  63
  64 Note that this dihedral weighting factor is unrelated to the scaling
  65 factor specified by the "special bonds"_special_bonds.html command
  66 which applies to all 1-4 interactions in the system.  For CHARMM force
  67 fields, the special_bonds 1-4 interaction scaling factor should be set
  68 to 0.0. Since the corresponding 1-4 non-bonded interactions are
  69 computed with the dihedral.  This means that if any of the weighting
  70 factors defined as dihedral coefficients (4th coeff above) are
  71 non-zero, then you must use a pair style with "lj/charmm" and set the
  72 special_bonds 1-4 scaling factor to 0.0 (which is the
  73 default). Otherwise 1-4 non-bonded interactions in dihedrals will be
  74 computed twice.
  75
  76 Also note that for AMBER force fields, which use pair styles with
  77 "lj/cut", the special_bonds 1-4 scaling factor should be set to the
  78 AMBER defaults (1/2 and 5/6) and all the dihedral weighting factors
  79 (4th coeff above) must be set to 0.0. In this case, you can use any
  80 pair style you wish, since the dihedral does not need any
  81 Lennard-Jones parameter information and will not compute any 1-4
  82 non-bonded interactions.
  83
  84 :line
  85
  86 Styles with a {gpu}, {intel}, {kk}, {omp}, or {opt} suffix are
  87 functionally the same as the corresponding style without the suffix.
  88 They have been optimized to run faster, depending on your available
  89 hardware, as discussed in "Section 5"_Section_accelerate.html
  90 of the manual.  The accelerated styles take the same arguments and
  91 should produce the same results, except for round-off and precision
  92 issues.
  93
  94 These accelerated styles are part of the GPU, USER-INTEL, KOKKOS,
  95 USER-OMP and OPT packages, respectively.  They are only enabled if
  96 LAMMPS was built with those packages.  See the "Making
  97 LAMMPS"_Section_start.html#start_3 section for more info.
  98
  99 You can specify the accelerated styles explicitly in your input script
 100 by including their suffix, or you can use the "-suffix command-line
 101 switch"_Section_start.html#start_7 when you invoke LAMMPS, or you can
 102 use the "suffix"_suffix.html command in your input script.
 103
 104 See "Section 5"_Section_accelerate.html of the manual for
 105 more instructions on how to use the accelerated styles effectively.
 106
 107 :line
 108
 109 [Restrictions:]
 110
 111 This dihedral style can only be used if LAMMPS was built with the
 112 MOLECULE package.  See the "Making
 113 LAMMPS"_Section_start.html#start_3 section for more info on packages.
 114
 115 [Related commands:]
 116
 117 "dihedral_coeff"_dihedral_coeff.html
 118
 119 [Default:] none
 120
 121 :line
 122
 123 :link(dihedral-Cornell)
 124 [(Cornell)] Cornell, Cieplak, Bayly, Gould, Merz, Ferguson,
 125 Spellmeyer, Fox, Caldwell, Kollman, JACS 117, 5179-5197 (1995).
 126
 127 :link(dihedral-MacKerell)
 128 [(MacKerell)] MacKerell, Bashford, Bellott, Dunbrack, Evanseck, Field,
 129 Fischer, Gao, Guo, Ha, et al, J Phys Chem B, 102, 3586 (1998).