docs/reference-manual/algorithms/group-concept.rst

   1 .. _groupconcept:
   2
   3 The group concept
   4 -----------------
   5
   6 The |Gromacs| MD and analysis programs use user-defined *groups* of atoms
   7 to perform certain actions on. The maximum number of groups is 256, but
   8 each atom can only belong to six different groups, one each of the
   9 following:
  10
  11 temperature-coupling group
  12     The temperature coupling parameters (reference temperature, time
  13     constant, number of degrees of freedom, see :ref:`update`) can be
  14     defined for each T-coupling group separately. For example, in a
  15     solvated macromolecule the solvent (that tends to generate more
  16     heating by force and integration errors) can be coupled with a
  17     shorter time constant to a bath than is a macromolecule, or a
  18     surface can be kept cooler than an adsorbing molecule. Many
  19     different T-coupling groups may be defined. See also center of mass
  20     groups below.
  21
  22 freeze group
  23
  24     Atoms that belong to a freeze group are kept stationary in the
  25     dynamics. This is useful during equilibration, *e.g.* to avoid badly
  26     placed solvent molecules giving unreasonable kicks to protein atoms,
  27     although the same effect can also be obtained by putting a
  28     restraining potential on the atoms that must be protected. The
  29     freeze option can be used, if desired, on just one or two
  30     coordinates of an atom, thereby freezing the atoms in a plane or on
  31     a line. When an atom is partially frozen, constraints will still be
  32     able to move it, even in a frozen direction. A fully frozen atom can
  33     not be moved by constraints. Many freeze groups can be defined.
  34     Frozen coordinates are unaffected by pressure scaling; in some cases
  35     this can produce unwanted results, particularly when constraints are
  36     also used (in this case you will get very large pressures).
  37     Accordingly, it is recommended to avoid combining freeze groups with
  38     constraints and pressure coupling. For the sake of equilibration it
  39     could suffice to start with freezing in a constant volume
  40     simulation, and afterward use position restraints in conjunction
  41     with constant pressure.
  42
  43 accelerate group
  44
  45     On each atom in an “accelerate group” an acceleration
  46     :math:`\mathbf{a}^g` is imposed. This is equivalent to
  47     a mass-weighted external force. This feature makes it possible to
  48     drive the system into a non-equilibrium state to compute,
  49     for example, transport properties.
  50
  51 energy-monitor group
  52
  53     Mutual interactions between all energy-monitor groups are compiled
  54     during the simulation. This is done separately for Lennard-Jones and
  55     Coulomb terms. In principle up to 256 groups could be defined, but
  56     that would lead to 256\ :math:`\times`\ 256 items! Better use this
  57     concept sparingly.
  58
  59     All non-bonded interactions between pairs of energy-monitor groups
  60     can be excluded (see details in the User Guide). Pairs of particles
  61     from excluded pairs of energy-monitor groups are not put into the
  62     pair list. This can result in a significant speedup for simulations
  63     where interactions within or between parts of the system are not
  64     required.
  65
  66 center of mass group
  67
  68     In |Gromacs|, the center of mass (COM) motion can be removed, for
  69     either the complete system or for groups of atoms. The latter is
  70     useful, *e.g.* for systems where there is limited friction (*e.g.*
  71     gas systems) to prevent center of mass motion to occur. It makes
  72     sense to use the same groups for temperature coupling and center of
  73     mass motion removal.
  74
  75 Compressed position output group
  76
  77     In order to further reduce the size of the compressed trajectory
  78     file (:ref:`xtc` or :ref:`tng`), it is possible to
  79     store only a subset of all particles. All x-compression groups that
  80     are specified are saved, the rest are not. If no such groups are
  81     specified, than all atoms are saved to the compressed trajectory
  82     file.
  83
  84 The use of groups in |Gromacs| tools is described in
  85 sec. :ref:`usinggroups`.