Вычисление параметров для молекулярной механики

Зависимость энергии молекулы от длины связи

Дана оптимизированная структура этана в виде z-matrix, где вместо значений длин и углов связей стоят переменные. Необходимо создать 21 файл с разными (шаг 0,02 А)) длинами одной из связей (переменная chv). Затем программой GAMESS произвести расчет энергии молекулы при разных длинах связах и построить график зависимости.

Для этого на сервере kodomo запустим команды (generate_files.py, generate_files.py): 
python generate_files.py

for type in torsion angle bond
do
for i in $(seq -10 10)
do
	gms et_${i}${type}.inp 1 > et_${i}${type}.log
done
done

python get_energy.py
А затем в SigmaPlot изобразим зависимость:
Рис.1. Зависимость общей энергии молекулы от длины связи СС
Получился график, похожий на параболу, поэтому надо найти параметры функции f(x)=y0+ax+bx^2, при который она будет наиболее точно описывать данную зависимость. Во вкладке Analysis => Regression wizard => Quadratic.

Далее SigmaPLot самостоятельно все считает, и выдает отчет в виде такой таблицы: 
Coefficient	Std. Error	t	P	

y0	-69,2017	0,2897	-238,8673	<0,0001	
a	-17,3840	0,5847	-29,7292	<0,0001	
b	7,2446		0,2917	24,8395		<0,0001
А так же изображает аппроксимацию на графике:
Рис.2. Аппроксимация квадратичной функцией

Зависимость энергии молекулы от валентного и торсионного угла

Теперь аналогичные процедуры проделаем для одного из валентных углов HCC (cchv переменная в et.inp). Будем изменять его значения от 109,2° до 113,2° (шаг 0,2°). А так же для одного из торсионных углов - меняем угол от -180 до 180 c шагом примерно 17° (d3 переменная в et.inp).

Примечание 17° - т.к. аппроксимировать функцию все равно не будем, количество точек не так важно, минимумы увидим и так, зато не придется писать отдельный скрипт.

Для этого на сервере kodomo мы уже запускали команды (скрипты на PYTHON уже создают файлы и экстрагируют энергию для всех трех случаев). Поэтому смело открываем файл energy_angle.txt и в SigmaPlot изображаем зависимость:
Рис.3. Зависимость общей энергии молекулы от валентного угла НСН
Рис.4. Зависимость общей энергии молекулы от торсионного угла d3
Для зависимости энергии от валентного угла снова получился график, похожий на параболу, поэтому проделаем аппроксимацию еще раз: найдем параметры функции f(x)=y0+ax+bx^2, при который она будет наиболее точно описывать данную зависимость.

SigmaPLot выдает отчет с такой таблицей: 
	Coefficient	Std. Error	t		P	

y0	-78,6517	0,0006		-140413,3800	<0,0001	
a	-0,0115		1,0075E-005	-1143,6095	<0,0001	
b	4,7823E-005	4,5302E-008	1055,6378	<0,0001
А для зависимости от торсионного угла - мы видим три минимума.

energy_bond.txt
energy_angle.txt
energy_torsion.txt