能量监测（Energy Monitor）绘图工具
能量监测（Energy Monitor）绘图工具energy · Trajectory Dynamics
概述
能量曲线是 MD 模拟的“心电图”：gmx energy 输出的势能（PE）、动能（KE）、总能量（TE）、温度与压力随时间的变化，是判断模拟是否平衡、积分器是否稳定的第一手证据。NVE 系综下总能量漂移应在初始值的 0.1%–0.5% 以内（2 fs 步长、约束氢键的前提下）；NVT/NPT 则看温度围绕设定值的小幅震荡与压力的大涨落（正常，压强涨落本身就大）。
本工具解析多数据集 .xvg：同一单位制的能量项自动一图叠画、图例按数据集命名。发表“模拟细节”段落所需的能量-温度-压力三联图，拖入文件即刻得到。
输入数据格式
| 格式 | 说明 |
|---|---|
| GROMACS .xvg | gmx energy 输出，同单位多数据集（如 Potential/Kinetic/Total） |
| 多文件叠画 | 不同体系/系综各一份 .xvg 对比 |
| 兼容格式 | .xvg / .txt / .csv / .zip |
结果解读
判断平衡看三件事：动能（温度）快速稳定在设定值附近；势能进入平台；总能量（NVE）或焓（NPT）无单向漂移。势能初期数十 ps 的下移是正常的弛豫；数百 ns 后仍单调漂移则要检查步长、约束与邻居列表设置。
温度涨落的标准差符合 CV=NkT 的统计预期（如 ~40 kDa 水浴体系 σ(T) ≈ 1–2 K）；压力涨落可达数百 bar 属正常流体力学效应，看均值不看噪声。能量单位注意 GROMACS 默认 kJ/mol（系统能量），与 kcal/mol 文献换算 ×0.239。
使用步骤
- 运行
gmx energy选择 Potential/Kinetic/Total/Temperature/Pressure。 - 拖入 .xvg；或一键载入示例。
- 调整配色与图例；同单位数据集自动归一多线。
- 导出 600 dpi PNG / 矢量 PDF。
所有解析与渲染均在浏览器本地完成：上传入口就是文件选择器本身，数据不经过任何服务器， 断网环境同样可用。可以先用本页工作台的“一键载入示例数据”体验全流程，再换自己的模拟输出。
常见问题
总能量漂移多大算正常？
NVE、2 fs 步长、LINCS 约束氢的常规蛋白体系，数百 ns 漂移在初始总能量的 0.1%–0.5% 属正常；超过 1% 或呈单调斜坡，优先检查步长是否过大、约束设置与 cutoff scheme。
NVT 里温度为什么一直在小幅波动？
温度是动能的统计量，有限体系的涨落由热力学决定（σ ∝ 1/√N），不是控温器故障。若温度均值系统性偏离设定值 1 K 以上，才需要检查恒温器耦合参数。
压力曲线涨落几百 bar 是出错了吗？
没有。流体压力的瞬时涨落天然巨大（σ 可达数百 bar），这是有限尺寸流体力学涨落。看长时间均值（应接近 1 bar），不要被瞬时噪声吓到。
