MD 轨迹分析脚本

mdtool 提供了多种工具, 安装脚本:

pip install mdtool --upgrade

密度分布

氢键

单个水分子

氢键分布

角度

与表面法向量夹角分布

ion - O - ion 夹角分布

$\cos \phi \rho_{H_2 O}$ 分布

RDF

位置归一化

wrap用于将轨迹文件中的原子位置进行归一化处理, 如将[FILENAME]中的原子位置归一化到晶胞中, 并输出为wrapped.xyz, 默认从cp2k的输出文件input_inp中读取ABC和ALPHA_BETA_GAMMA信息作为晶胞参数:

mdtool wrap [FILENAME] 

或指定cp2k的输入文件:

mdtool wrap [FILENAME] --cp2k_input_file setting.inp

或指定晶胞参数:

mdtool wrap [FILENAME] --cell 10,10,10

默认的[FILENAME]为*-pos-1.xyz

DFT 性质分析脚本

PDOS

静电势

电荷差分

其他

轨迹提取

extract用于提取轨迹文件中的特定的帧, 如从frames.xyz中提取第 1000 帧到第 2000 帧的轨迹文件, 并输出为1000-2000.xyz, -r选项的参数与Python的切片语法一致:

mdtool extract frames.xyz -r 1000:2000 -o 1000-2000.xyz

或从cp2k的默认输出的轨迹文件*-pos-1.xyz文件中提取最后一帧输出为extracted.xyz(extract的默认行为):

mdtool extract

或每50帧输出一个结构到./coord目录中, 同时调整输出格式为cp2k的@INCLUDE coord.xyz的形式:

mdtool extract -cr ::50

结构文件转换

convert用于将结构文件从一种格式转换为另一种格式, 如将structure.xyz转换为out.cif(默认文件名为out), 对于不储存周期性边界条件的文件, 可以使用--cell选项指定PBC:

mdtool convert -c structure.xyz --cell 10,10,10

将structure.cif转换为POSCAR:

mdtool convert -v structure.cif

将structure.cif转换为structure_xyz.xyz:

mdtool convert -c structure.cif -o structure_xyz

数据处理

data用于对数据进行处理如:

1. --nor: 对数据进行归一化处理
2. --gaus: 对数据进行高斯过滤
3. --fold: 堆数据进行折叠平均
4. --err: 计算数据的误差棒 等

绘图工具

plot用于绘制数据图, plot需要读取yaml格式的配置文件进行绘图, yaml文件的形式如下:

# plot mode 1
figure1:
  data:
    legend1: ./data1.dat
    legend2: ./data2.dat
  x:
    0: x-axis
  y:
    1: y-axis
  x_range: 
    - 5
    - 15

# plot mode 2
figure2:
  data:
    y-xais: ./data.dat
  x:
    0: x-axis
  y:
    1: legend1
    2: legend2
    3: legend3
    4: legend4
    5: legend5
  y_range:
    - 0.5
    - 6
  legend_fontsize: 12

# plot mode error
12_dp_e_error:
  data:
    legend: ./error.dat
  x:
    0: x-axis
  y:
    1: y-axis
  fold: dp
  legend_fontsize: 12

如上plot支持三种绘图模式, mode 1, mode 2和mode error. mode 1用于绘制多组数据文件的同一列数据对比, mode 2用于绘制同一数据文件的不同列数据对比, mode error用于绘制均方根误差图.

plot可以同时处理多个yaml文件, 每个yaml文件可以包含多个绘图配置, mode 1和mode 2的绘图配置可以自动识别, 但是error模式需要而外指定, 如:

mdtool plot *.yaml

和:

mdtool plot *.yaml --error