COSMO-RS
COSMOsuite on kattava työkalupakki nestevaiheen ominaisuuksien mallintamiseen ja ennustamiseen COSMO-RS-mallin avulla. Työkalupakki koostuu komponenteista COSMOtherm, COSMOconf, COSMOplex, COSMObase ja COSMOquick.
COSMOtherm on komentorivi-/tiedosto-ohjattu ohjelma, jota voidaan ajaa suoraan UNIX- tai DOS-komentotulkista. Sen avulla voidaan laskea minkä tahansa liuottimen tai liuotinsekoituksen sekä liuenneen aineen tai liuenneiden aineiden järjestelmän ominaisuuksia vaihtelevassa lämpötilassa ja paineessa. COSMOtherm käyttää COSMO-RS-teoriasta johdettuja kemiallisia potentiaaleja erilaisten tasapainotermodynaamisten ominaisuuksien tai niistä johdettujen suureiden laskemiseen. COSMOthermissa on komentoriviohjelman graafinen käyttöliittymä (GUI), jonka avulla yhdisteitä voidaan valita interaktiivisesti, ominaisuuksien syötteitä valmistella, ohjelma-ajoja käynnistää ja laskentatuloksia tarkastella.
COSMOconf on joustava työkalupakki konformeerien generointiin. COSMOconfia voidaan käyttää yhdessä TURBOMOLE -paketin kanssa tuottamaan COSMO-tiedostoja olennaisille konformaatioille. Sen avulla voit käyttää ennalta määriteltyjä menettelyjä, jotka on optimoitu COSMO-RS:n kannalta olennaisimpien konformeerien tuottamiseen.
COSMOplex on työkalu COSMO-RS:ään perustuvien itseorganisoituvien epähomogeenisten järjestelmien simulointiin.
Saatavuus
- Roihu-CPU: 2026
Lisenssi
- Voit käyttää ohjelmistoa ainoastaan voittoa tavoittelemattomaan tutkimukseen.
- Vain akateemisten (eli tutkintoja myöntävien) instituutioiden käyttäjät saavat käyttää ohjelmistoa.
Käyttö
Alusta COSMO-RS-ympäristö:
Roihussa COSMO-RS toimii CPU-solmuilla. Moduulin lataaminen lataa myös TURBOMOLE (turbomole/8.0) -paketin, jota COSMOconf käyttää COSMO-tiedostojen tuottamiseen. Täydellinen luettelo käytettävissä olevista partitioista on sivulla Roihun eräajopartiot.
Käytä GUI:ta selaimen kautta
Siirry Roihun selainkäyttöliittymään verkkoselaimella ja kirjaudu sisään CSC-käyttäjätunnuksellasi tai Haka-federaation kautta.
- Käynnistä siellä Desktop.
- Avaa
Terminalja siirry sopivaan työhakemistoon. - Lataa COSMO-RS-moduuli:
module load cosmors/2026. - Lisää käynnistyskuvakkeet työpöydälle komennolla
setup_cosmodesktop.sh. - Käynnistä esimerkiksi
COSMOthermkaksoisnapsauttamalla sen työpöytäkuvaketta.
Aja se komentoriviltä
Moduulin lataamisen jälkeen COSMOtherm on käytettävissä komentona cosmotherm. COSMOtherm-syötetiedosto viittaa jaettuihin parametritiedostoihin ja yhdistetietokantaan globaalilla komentorivillään muuttujien CDIR (parametritiedostot) ja FDIR (yhdisteiden COSMO/CCF-tiedostot) kautta. Roihussa parametritiedostot ovat sijainnissa:
Yhdistetiedostojen hakupolku (FDIR) osoittaa hakemistoon, jossa laskennassasi käytettävien yhdisteiden COSMO-tiedostot sijaitsevat. Koko COSMObasen yhdistekirjasto on asennettu polkuun /appl/soft/manual/chem/x86_64/cosmors/2026/COSMObase2026/<PARAMETERIZATION>, esimerkiksi COSMObase2026/BP-TZVP-COSMO. Vaihtoehtoisesti voit osoittaa FDIR:n omaan COSMO-tiedostohakemistoosi. Parametritiedoston (esim. BP_TZVP_26.ctd) ja yhdisteiden parameterisoinnin on oltava yhdenmukaisia syötteessä pyydetyn tason kanssa.
COSMOtherm-syötetiedoston yläreunan globaali komentorivi näyttää tällöin tältä:
ctd=BP_TZVP_26.ctd CDIR=/appl/soft/manual/chem/x86_64/cosmors/2026/COSMOtherm/CTDATA-FILES
FDIR=/appl/soft/manual/chem/x86_64/cosmors/2026/COSMObase2026/BP-TZVP-COSMO
Syötetiedoston rakenne
COSMOtherm-syötetiedosto (myjob.inp) on rivipohjainen: globaali komentorivi (parametrit, polut ja valinnat), valinnainen otsikkorivi, yksi rivi kutakin yhdistettä kohden sekä yksi tai useampi ominaisuusajolohko, jotka kuvaavat mitä lasketaan. Esimerkkinä tämä syöte laskee asetonin ja kloroformin isotermisen binäärisen höyry–neste-tasapainon (VLE):
ctd=BP_TZVP_26.ctd CDIR=/appl/soft/manual/chem/x86_64/cosmors/2026/COSMOtherm/CTDATA-FILES
FDIR=/appl/soft/manual/chem/x86_64/cosmors/2026/COSMObase2026/BP-TZVP-COSMO
! Isothermal binary phase diagram (VLE) of Acetone (1) and Chloroform (2)
f = propanone_c0.cosmo VPWAG_KPA={ 4700 508.100 -7.45514 1.20200 -2.43926 -3.3559 } TPVMIN_K=259 TPVMAX_K=508
f = chcl3_c0.cosmo VPWAG_KPA={ 5470 536.400 -6.95546 1.16625 -2.1397 -3.44421 } TPVMIN_K=215 TPVMAX_K=536
Tässä f = <name>.cosmo valitsee kunkin yhdisteen (joka paikannetaan FDIR:n kautta), merkillä ! alkava rivi on kommentti/otsikko, ja yhdistettä koskevat valinnat (kuten Wagnerin höyrynpainekertoimet VPWAG_KPA ja lämpötila-alueet) seuraavat samalla rivillä. Yhdisteet numeroidaan luettelointijärjestyksessä, ja niihin viitataan seuraavilla ominaisuusajoriveillä indeksin perusteella.
Valmiita esimerkkejä jokaista laskentatyyppiä varten (VLE, LLE, liukoisuus, solvataation seulonta, konformeerien generointi jne.) toimitetaan asennuksen mukana:
Kopioi tehtävääsi lähinnä vastaava esimerkki, muokkaa yhdisteet sekä CDIR- ja FDIR-polut ja aja se. Useimmat käyttäjät valmistelevat syötteet interaktiivisesti COSMOthermX-GUI:ssa ja ajavat sitten syntyneen .inp-tiedoston eräajona. Täydellinen syötesyntaksi on dokumentoitu COSMOthermin käyttöoppaassa hakemistossa /appl/soft/manual/chem/x86_64/cosmors/2026/documentation/.
COSMO-tiedostot omille yhdisteillesi
Jokainen COSMOtherm-laskennan yhdiste tarvitsee COSMO-tiedoston (.cosmo/.ccf), joka tallentaa molekyylipinnan seulontavaraukseen liittyvän tiedon, johon COSMO-RS perustuu. Tavallisille molekyyleille nämä on tarjottu valmiiksi laskettuina COSMObase-kirjastossa. Omille molekyyleillesi — tai mille tahansa yhdisteelle, jota ei ole COSMObasessa — COSMO-tiedostot on tuotettava kvanttikemiallisella laskennalla käyttäen TURBOMOLE -pakettia. Tämän COSMOconf automatisoi: se generoi molekyylin olennaiset konformeerit, ajaa TURBOMOLEn COSMO-laskennat kullekin niistä ja karsii ne COSMO-RS:n kannalta olennaiseen joukkoon. Tuloksena syntyviin COSMO-tiedostoihin viitataan sitten FDIR:n kautta (tai ne luetellaan suoraan) COSMOtherm-syötteessäsi.
COSMO-tiedostot on tuotettava samalla parameterisointitasolla kuin laskennassa käytetty COSMOtherm-parametritiedosto. Esimerkiksi BP_TZVP_26.ctd-ajo vaatii BP-TZVP-COSMO-tiedostot; tästä syystä COSMObase on järjestetty erillisiin alihakemistoihin kuten BP-TZVP-COSMO, BP-TZVPD-FINE ja muihin.
Minimaalinen eräajotyö COSMOtherm-syötetiedostolle myjob.inp. Aja se scratch-hakemistostasi (/scratch/<project>/<user>/), jotta syöte- ja tulostiedostot ovat laskentasolmujen käytettävissä:
#!/bin/bash
#SBATCH --partition=small # see batch-job-partitions for all options
#SBATCH --ntasks=1
#SBATCH --cpus-per-task=1
#SBATCH --mem-per-cpu=4000 # MB per CPU core
#SBATCH --account=<project> # insert here the project to be billed
#SBATCH --time=01:00:00 # time as hh:mm:ss
module load cosmors/2026
cosmotherm myjob.inp
Lähetä se komennolla sbatch myjob.sh.
Dokumentaatio
Uusin dokumentaatio löytyy PDF-tiedostoina hakemistosta /appl/soft/manual/chem/x86_64/cosmors/2026/documentation/.
Vanhempi verkkodokumentaatio: