DebiChem Project
Molecular Dynamics
DebiChem Molecular Dynamics

This metapackage will install Molecular Dynamics packages which might be useful for chemists.


For a better overview of the project's availability as a Debian package, each head row has a color code according to this scheme:

If you discover a project which looks like a good candidate for DebiChem to you, or if you have prepared an unofficial Debian package, please do not hesitate to send a description of that project to the DebiChem mailing list

Links to other tasks

DebiChem Molecular Dynamics packages

Official Debian packages with high relevance
simulateur moléculaire pour GNUstep − interface graphique
Versions of package
Debtags of package
fieldbiology, biology:structural
useanalysing, organizing, viewing
works-with3dmodel, db
Popcon: 4 users (9 upd.)*
Versions and Archs
License: DFSG free

Adun est un simulateur bio-moléculaire qui inclut aussi une gestion des données et des capacités d'analyse. Il a été développé au « Computational Biophysics and Biochemistry Laboratory », qui fait partie de l'unité de recherche sur l'informatique biomédicale de l'UPF.

Ce paquet fournit UL, le frontal graphique d'Adun.

Please cite: Michael A. Johnston, Ignacio Fdez. Galván and Jordi Villà-Freixa: Framework-based design of a new all-purpose molecular simulation application: The Adun simulator. (PubMed) J. Comp. Chem. 26(15):1647-1659 (2005)
Screenshots of package
Ab Initio Molecular Dynamics
Versions of package cp2k
Popcon: 13 users (4 upd.)*
Newer upstream!
License: DFSG free

CP2K is a program to perform simulations of solid state, liquid, molecular and biological systems. It is especially aimed at massively parallel and linear scaling electronic structure methods and state-of-the-art ab-initio molecular dynamics (AIMD) simulations.

CP2K is optimized for the mixed Gaussian and Plane-Waves (GPW) method based on pseudopotentials, but is able to run all-electron or pure plane-wave/Gaussian calculations as well. Features include:

Ab-initio Electronic Structure Theory Methods using the QUICKSTEP module:

  • Density-Functional Theory (DFT) energies and forces
  • Hartree-Fock (HF) energies and forces
  • Moeller-Plesset 2nd order perturbation theory (MP2) energies and forces
  • Random Phase Approximation (RPA) energies
  • Gas phase or Periodic boundary conditions (PBC)
  • Basis sets include various standard Gaussian-Type Orbitals (GTOs), Pseudo- potential plane-waves (PW), and a mixed Gaussian and (augmented) plane wave approach (GPW/GAPW)
  • Norm-conserving, seperable Goedecker-Teter-Hutter (GTH) and non-linear core corrected (NLCC) pseudopotentials, or all-electron calculations
  • Local Density Approximation (LDA) XC functionals including SVWN3, SVWN5, PW92 and PADE
  • Gradient-corrected (GGA) XC functionals including BLYP, BP86, PW91, PBE and HCTH120 as well as the meta-GGA XC functional TPSS
  • Hybrid XC functionals with exact Hartree-Fock Exchange (HFX) including B3LYP, PBE0 and MCY3
  • Double-hybrid XC functionals including B2PLYP and B2GPPLYP
  • Additional XC functionals via LibXC
  • Dispersion corrections via DFT-D2 and DFT-D3 pair-potential models
  • Non-local van der Waals corrections for XC functionals including B88-vdW, PBE-vdW and B97X-D
  • DFT+U (Hubbard) correction
  • Density-Fitting for DFT via Bloechl or Density Derived Atomic Point Charges (DDAPC) charges, for HFX via Auxiliary Density Matrix Methods (ADMM) and for MP2/RPA via Resolution-of-identity (RI)
  • Sparse matrix and prescreening techniques for linear-scaling Kohn-Sham (KS) matrix computation
  • Orbital Transformation (OT) or Direct Inversion of the iterative subspace (DIIS) self-consistent field (SCF) minimizer
  • Local Resolution-of-Identity Projector Augmented Wave method (LRIGPW)
  • Absolutely Localized Molecular Orbitals SCF (ALMO-SCF) energies for linear scaling of molecular systems
  • Excited states via time-dependent density-functional perturbation theory (TDDFPT)

Ab-initio Molecular Dynamics:

  • Born-Oppenheimer Molecular Dynamics (BOMD)
  • Ehrenfest Molecular Dynamics (EMD)
  • PS extrapolation of initial wavefunction
  • Time-reversible Always Stable Predictor-Corrector (ASPC) integrator
  • Approximate Car-Parrinello like Langevin Born-Oppenheimer Molecular Dynamics (Second-Generation Car-Parrinello Molecular Dynamics (SGCP))

Mixed quantum-classical (QM/MM) simulations:

  • Real-space multigrid approach for the evaluation of the Coulomb interactions between the QM and the MM part
  • Linear-scaling electrostatic coupling treating of periodic boundary conditions
  • Adaptive QM/MM

Further Features include:

  • Single-point energies, geometry optimizations and frequency calculations
  • Several nudged-elastic band (NEB) algorithms (B-NEB, IT-NEB, CI-NEB, D-NEB) for minimum energy path (MEP) calculations
  • Global optimization of geometries
  • Solvation via the Self-Consistent Continuum Solvation (SCCS) model
  • Semi-Empirical calculations including the AM1, RM1, PM3, MNDO, MNDO-d, PNNL and PM6 parametrizations, density-functional tight-binding (DFTB) and self-consistent-polarization tight-binding (SCP-TB), with or without periodic boundary conditions
  • Classical Molecular Dynamics (MD) simulations in microcanonical ensemble (NVE) or canonical ensmble (NVT) with Nose-Hover and canonical sampling through velocity rescaling (CSVR) thermostats
  • Metadynamics including well-tempered Metadynamics for Free Energy calculations
  • Classical Force-Field (MM) simulations
  • Monte-Carlo (MC) KS-DFT simulations
  • Static (e.g. spectra) and dynamical (e.g. diffusion) properties
  • ATOM code for pseudopotential generation
  • Integrated molecular basis set optimization

CP2K does not implement conventional Car-Parrinello Molecular Dynamics (CPMD).

fast, parallelized molecular dynamics trajectory data analysis
Versions of package cpptraj
Popcon: users ( upd.)*
Newer upstream!
License: DFSG free

CPPTRAJ is a program designed to process and analyze molecular dynamics trajectories and relevant data sets derived from their analysis. CPPTRAJ supports many popular MD software packages including Amber, CHARMM, Gromacs, and NAMD.

Simulateur de dynamique moléculaire avec outils d'analyse et de préparation
Versions of package gromacs
Debtags of package gromacs:
fieldbiology, biology:structural, chemistry
interfacecommandline, x11
Popcon: 20 users (17 upd.)*
Versions and Archs
License: DFSG free

GROMACS est un paquet polyvalent pour faire de la dynamique moléculaire, comme la simulation d'équations newtoniennes du mouvement de systèmes de millions de particules.

Il a été créé en premier lieu pour les molécules biochimiques comme les protéines et les lipides qui ont beaucoup d'interactions covalentes compliquées, mais comme GROMACS est extrêmement rapide pour calculer les interactions non covalentes (qui souvent dominent les simulations), beaucoup de groupes l'utilisent aussi pour la recherche sur des systèmes non biologiques, comme les polymères.

Ce paquet fournit des variantes pour l’exécution sur une seule machine et pour utiliser l’interface MPI sur plusieurs machines.

Please cite: Berk Hess, Carsten Kutzner, David van der Spoel and Erik Lindahl: GROMACS 4: Algorithms for Highly Efficient, Load-Balanced, and Scalable Molecular Simulation. (eprint) J. Chem. Theory Comput. 4(3):435-447 (2008)
Registry entries:  SciCrunch  Bioconda 
Molecular Dynamics Simulator
Versions of package lammps
Popcon: 15 users (15 upd.)*
Newer upstream!
License: DFSG free

LAMMPS is a classical molecular dynamics code, and an acronym for Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator.

LAMMPS has potentials for soft materials (biomolecules, polymers) and solid-state materials (metals, semiconductors) and coarse-grained or mesoscopic systems. It can be used to model atoms or, more generically, as a parallel particle simulator at the atomic, meso, or continuum scale.

LAMMPS runs on single processors or in parallel using message-passing techniques and a spatial-decomposition of the simulation domain. The code is designed to be easy to modify or extend with new functionality.

Screenshots of package lammps
logiciel de calcul de haute performance pour la chimie numérique – MPI par défaut
Versions of package nwchem
Debtags of package nwchem:
Popcon: 4 users (5 upd.)*
Versions and Archs
License: DFSG free

NWChem est un paquet de programmes de chimie numérique. Il fournit des méthodes évolutives à la fois pour leurs capacités à résoudre efficacement de gros problèmes scientifiques de chimie numérique, et à être utilisées par des ressources de calcul en parallèle à partir de supercalculateurs de hautes performances ou de grappes de calcul conventionnelles.

NWChem peut prendre en charge :

 – les méthodes de structure électronique moléculaire utilisant les
   fonctions gaussiennes de base pour le calcul de haute précision de
   molécules ;
 – les méthodes de structure électronique d’ondes planes pseudopotentielles
   pour le calcul de molécules, liquides, cristaux, surfaces,
   semi-conducteurs ou métaux ;
 – les simulations dynamiques moléculaires ab initio et classiques ;
 – les simulations mixtes quantique-classique ;
 – la parallélisation jusqu’à des milliers de processeurs.

Les fonctions incluses sont :

 – les méthodes de structure électronique moléculaire et dérivées secondes
   analytiques :
   – Hartree-Fock restreint ou non (RHF, UHF),
   – théorie de la fonctionnelle de la densité restreinte (DFT) utilisant
     de nombreux potentiels échange-corrélation locaux, non locaux
     (correction de gradient) ou hybrides (locaux, non locaux et HF) ;
 – les méthodes de structure électronique moléculaire et gradients
   analytiques :
   – Hartree-Fock restreinte pour couche ouverte (ROHF),
   – théorie de la fonctionnelle de la densité non restreinte (DFT),
   – théorie de la perturbation de Møller-Plesset de second ordre (MP2),
     utilisant les références RHF et UHF,
   – MP2 avec résolution de l’approximation de l’intégrale identique
   – espace actif complet SCF (CASSCF),
   – théorie de la fonctionnelle de la densité dépendant du temps (TDDFT) ;
 – les méthodes de structure électronique moléculaire et énergie en un seul
    point :
   – approche MP2 échelonnée spin-composant (SCS-MP2),
   – méthode du cluster couplé pour « singles » et « doubles », « triples »
     ou « pertubative triples » (CCSD, CCSDT, CCSD(T)) utilisant les
     références RHF et UHF,
   – interaction de configuration (CISD, CISDT et CISDTQ),
   – méthode du cluster couplé avec approximation du second ordre pour
     « simples » et « doubles » (CC2),
   – méthode du cluster couplé multiréférence à états particuliers (MRCC)
     (approches de Brillouin-Wigner (BW-MRCC) et Mukherjee (Mk-MRCC)) ;
 – autres fonctions de structure électronique moléculaire :
   – optimisation de géométrie comprenant les recherches d’état de
     transition, chemins d’énergie minimale et contraintes (à l’aide des
     méthodes Nudged Elastic Band (NEB) et Zero Temperature String),
   – fréquences vibrationnelles,
   – équations du mouvement (EOM)-CCSD, EOM-CCSDT, EOM-CCSD(T), CC2,
     interactions de configuration de « singles » (CIS), HF dépendants du
     temps (TDHF) et TDDFT, pour les états excités avec référence RHF, UHF,
     RDFT ou UDFT,
   – solvatation utilisant le modèle COSMO pour RHF, ROHF et DFT,
     incluant les gradients analytiques,
   – calculs hybrides utilisant la méthode ONIOM à deux ou trois couches,
   – effets relativistes à l’aide des spin-orbites et spin-free
     monoélectroniques de Douglas-Kroll et des approximations régulières
     d’ordre zéro (ZORA) et les effets spin-orbites monoélectroniques pour
     DFT à l’aide des potentiels spin-orbites ;
 – structure électronique d’onde plane pseudopotentielle :
   – Pseudopotential Plane-Wave (PSPW), Projector Augmented Wave (PAW) ou
     méthode de structure de bande pour calculer des molécules, liquides,
     cristaux, surfaces, semi-conducteurs ou métaux,
   – optimisation géométrique de cellule incluant les recherches d’état
   – fréquences vibrationnelles,
   – échange-corrélation de potentiels LDA, PBE96, et PBE0 (restreint ou
   – méthodes SIC, pert-OEP, Hartree-Fock et fonctionnelles hybrides
     (restreintes ou non),
   – pseudopotentiels à norme conservée Hamann, Troullier-Martins et
     Hartwigsen-Goedecker-Hutter avec corrections « semicore »,
   – tracé de courbe de fonctions d’onde, densité, électrostatique et
   – structure de bande et génération de densité d’états ;
 – dynamique moléculaire Car-Parrinello ab-initio (CPMD) :
   – dynamiques d’énergie constante et température constante,
   – algorithme Verlet pour intégration,
   – contraintes géométriques en coordonnées cartésiennes ;
 – dynamique moléculaire classique (MD) :
   – évaluation de l’énergie en configuration single,
   – minimisation de l’énergie,
   – simulation de dynamique moléculaire,
   – simulation d’énergie libre (méthodes multistep thermodynamic
     perturbation (MSTP) ou multiconfiguration thermodynamic integration
     (MCTI) avec options topologies uniques ou duales, échantillonnage
     double et graduations séparées ou décalées),
   – champs de force fournissant des potentiels appairés réels,
     polarisation de premier ordre, polarisation automatique cohérente,
     maillage de particules régulier Ewald (SPME), conditions périodiques
     de limites et contraintes SHAKE ;
 – mélange quantique-classique :
   – minimisations de mélanges mécanique quantique mécanique moléculaire
     (QM/MM) et simulations de dynamique moléculaire,
   – simulation de dynamique moléculaire quantique utilisant toute méthode
     de mécanique capable de renvoyer des gradients.

Ce paquet fournit des exemples de scripts d’entrée et dépend de nwchem construit pour l’implémentation de MPI par défaut pour l’architecture.

Le MPI par défaut est openmpi pour la majorité des systèmes Debian. OpenMPI a connu des problèmes lors de l’exécution de nwchem sur de nombreux nœuds. En cas de besoin de calculer de grandes molécules en utilisant un calcul distribué, la construction MPICH fournie par nwchem-mpich peut être préférée.

Please cite: M. Valiev, E.J. Bylaska, N. Govind, K. Kowalski, T.P. Straatsma, H.J.J. van Dam, D. Wang, J. Nieplocha, E. Apra, T.L. Windus and W.A. de Jong: NWChem: a comprehensive and scalable open-source solution for large scale molecular simulations. Comput. Phys. Commun. 181(9):1477-1489 (2010)
Screenshots of package nwchem
parameter and topology file editor and molecular mechanical simulator
Versions of package python3-parmed
Popcon: 2 users (2 upd.)*
Versions and Archs
License: DFSG free

ParmEd is a package designed to facilitate creating and easily manipulating molecular systems that are fully described by a common classical force field. Supported force fields include Amber, CHARMM, AMOEBA, and several others that share a similar functional form (e.g., GROMOS).

ParmEd is capable of reading and writing to a wide array of different file formats, like the Amber topology and coordinate files, CHARMM PSF, parameter, topology, and coordinate files, Tinker parameter, topology, and coordinate files, and many others. The expressive central data structure (the 'Structure' class) makes it easy to quickly and safely manipulate a chemical system, its underlying topology, and force field parameters describing its potential energy function.

There are two parts of ParmEd -- a documented API that one can incorporate into their own Python scripts and programs, and a GUI/CLI pair of programs that provides a means to quickly perform various modifications to chemical systems for rapid prototyping.

The API also provides bindings to the OpenMM library, permitting one to carry out full molecular dynamics investigations using ParmEd on high-performant hardware, like AMD and NVidia GPUs.

paquet de Python pour l’analyse dynamique de protéines
Versions of package python3-prody
Popcon: 0 users (0 upd.)*
Versions and Archs
License: DFSG free

ProDy est un paquet de Python au code source ouvert pour l’analyse de séquences de dynamiques et de structures de protéines. Il permet une analyse comparative et la modélisation de dynamiques structurelles de protéines et de co-évolutions de séquences. L’IPA rapide et flexible de ProDy sert à une utilisation interactive ainsi qu’au développement d’applications. ProDy est aussi fourni avec plusieurs applications d’analyse et une interface graphique pour une analyse visuelle.

Molecular dynamics analysis - coarse-graining and charge transport
Versions of package votca
Popcon: 1 users (0 upd.)*
Versions and Archs
License: DFSG free

Versatile Object-Oriented Toolkit for Coarse-Graining Applications (VOTCA) is a modeling package for the analysis of molecular dynamics data, the development of systematic coarse-graining techniques, and methods used for simulating microscopic charge transport in disordered semiconductors.

Numerous molecular dynamics packages, including but not limited to GROMACS, ESPREesSo, and LAMPPS, can be used together with VOTCA.

This package contains user programs for the coarse-graining toolkit (CSG) and excitation transport toolkit (XTP).

Please cite: Victor Ruehle, Christoph Junghans, Alexander Lukyanov, Kurt Kremer and Denis Andrienko: Versatile object-oriented toolkit for coarse-graining applications. J. Chem. Theo. Comp. 5:3211-3223 (2009)

Packaging has started and developers might try the packaging code in VCS

General purpose molecular dynamics simulation package
Versions of package dl-poly-classic
Versions and Archs
License: BSD-3-Clause
Debian package not available
Version: 1.10+dfsg-1

DL_POLY Classic is a general purpose (parallel and serial) molecular dynamics simulation package.

*Popularitycontest results: number of people who use this package regularly (number of people who upgraded this package recently) out of 235546