【正文】 如何以 Standalone 方式運(yùn)行 Discover 作業(yè)？ A12， 在 MS 中完成 DMol 設(shè)置后，保存 Files，對于 MM 和 MD 有不同的處理方式，對 MM，需要上傳 .car 和 .inp 文件到 Linux 操作系統(tǒng)下，使用命令 dos2unix 將 .inp 文件轉(zhuǎn)換為 Unix 格式，再使用 Discover 安裝目錄 /bin/ seedname來運(yùn)行 MM 計算；對 MD 計算，需要上傳 .car、 .inp 和 .mdf 文件到 Linux 操作系統(tǒng)下，使用命令 dos2unixj 將 .inp 和 .mdf 文件轉(zhuǎn)換為 Unix 格式，再使用 Discover 安裝目錄 /bin/ seedname來運(yùn)行 MD 計算。 打開 Input 文件，找到下面一行文件： Cartesian constraints Opt_fixed 1 XYZ 其中， XYZ 表示對 XYZ 坐標(biāo)都進(jìn)行限制，如果只沿著 Z 方向進(jìn)行優(yōu)化，那么要將這一行改為1 XY，保存文件，并 Run Files 就可以了。在這里可以對相關(guān)設(shè)置進(jìn)行修改已開始其他的計算工作。 用已經(jīng)部分優(yōu)化了的幾何構(gòu)型重新交作業(yè) ； 使用的是最后一楨優(yōu)化過的結(jié)構(gòu)，能夠接著上面的工作繼續(xù)開始優(yōu)化，但是第一次 SCF 計算過程會比較長一些，因?yàn)橐浪闶芰η闆r，接下來就進(jìn)入了正常計算部分 。另外，如果為了轉(zhuǎn)換晶胞 (如三斜轉(zhuǎn)換為正交，在 Cleave Surface 的時候需要對 Depth 特別注意，一定要讓上層原子和下層原子完全重合，然后再加 0A 的真空層。首先 ，將晶體的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)拷貝到 Word 中，使用“表格 | 轉(zhuǎn)換 | 文本轉(zhuǎn)換為表格”，將文本轉(zhuǎn)換為表格形式。 使用 Lattice Parameter 將相應(yīng)的 Alpha、 Beta 和 Sigma 調(diào)整至合適角度。溶質(zhì)的 電荷分布會使電介質(zhì)發(fā)生發(fā)生極化，而電介質(zhì)的響應(yīng) 則用孔穴表面所產(chǎn)生的屏蔽（或者極化）電荷來描述。 ） COSMO 表面是環(huán)繞著溶質(zhì)分子，以不同原子為中心的球體表面重疊而成的。） 程序?qū)⒏顸c(diǎn)分配給不同的片斷，并在不同的片 斷上加屏蔽電荷，電荷個數(shù)等于片段數(shù)。該參數(shù)不應(yīng)當(dāng)小于 ） 表面上電荷之間的靜電相互作用不僅決定于 片 斷而且也和格點(diǎn)有關(guān)系，這依賴于該參數(shù)設(shè)置的距離大小。 COSMO_RadCorr_Incr （用來構(gòu)造外部孔穴，以進(jìn)行遠(yuǎn)離中心 的電荷校正） 注意，該參數(shù)用于構(gòu)造 Cosmo 孔穴，不應(yīng)該改變，特別在執(zhí)行 COSMO_RS 關(guān)鍵詞時更是如此。此外，在計算密度時會用到 NPT 系綜，可以選擇各向同性的 Andersen 方法。 Q24：怎么樣 能讓 CASTEP 在并行計算時更有效？ A24： CASTEP 是按照兩種方式來并行計算的，分別為 G Vectors 和 K Points 并行。這時候就要注意振動的模式了，如果只是某些鍵的扭轉(zhuǎn)，或者一些不大的平動，那么基本上就可以忽略過去了。如果不打補(bǔ)丁，那么請修改 ~msi/ms/share/bin/ 文件，將 globmemory 8000000 改大即可。方法如下：將 文件拷貝到 ~msi/ms/share/lib 下 ，解壓縮替換 ，修改該文件權(quán)限為 755，完成后即可。 如果還是不行， 那么還可以在安裝 License 文件后使用以下命令來檢查 license 文件的合法性，為 (License 及以前版本 )： source ~msi/License_Pack/msi_lic_cshrc lmstat （查看當(dāng)前 license 文件是否能夠正常運(yùn)行） license_verifier (查看當(dāng)前 License 文件的合法性，如果有問題，會有提示 ) 注意上述兩個命令使用后所出現(xiàn)的結(jié)果，并詳細(xì)檢查 License 文件格式。如果使用 10 個參數(shù)做一個簡單的計算就可以發(fā)現(xiàn)： 參數(shù)數(shù)目 操作 公式 none 10 無操作 n Binary Interaction 55 A, B, C, A*B, B*C, and A*C n+ 2nC Simple Quadratic 20 A, B, C, A^2, B^2, and C^2 2n Full Quadratic 65 A, B, C, A^2, B^2, C^2, A*B, B*C, and A*C 2n+ 2nC Simple Cubic 20 A, B, C, A^3, B^3, and C^3 2n Full Cubic 285 A, B, C, A^2, B^2, C^2, A*B, B*C, A*C, A^3, B^3, C^3, A^2*B, A^2*C, B^2*A, B^2*C, C^2*A, C^2*B, and A*B*C 3n+3 2nC + 3nC 隨著復(fù)雜性的增加，參數(shù)數(shù)目的增長呈級數(shù)增長，這就導(dǎo)致了隨著參數(shù)增大的時候，所需要的內(nèi)存數(shù)目迅速增加。 Q30： DFT 方法對計算量和內(nèi)存的要求是什么樣的？ A30： 使用 DFT 理論計算時，使用的 Ψ與電子密 度成正比，也就是說，在求解 薛定諤方程時，計算量和電子數(shù)目的立方成正比。所需要的內(nèi)存、硬盤以及 CPU 計算時間如下表所示： 層數(shù) 原子數(shù) 計算時間 (S) 迭代次數(shù) 單 SCF 計算時間 (S) 總內(nèi)存 (MB) 硬盤空間 (MB) 2 4 21 4 8 22 6 12 23 8 16 23 16 32 27 相應(yīng)的計算時間、內(nèi)存、硬盤與原子數(shù)目關(guān)系如下圖所示： 注意： 由于 DFT 理論方法受計算資源的限制非常明顯，在計算大作業(yè)之前，最好能夠初步判斷一下 所需要的內(nèi)存和 CPU 時間，并盡可能調(diào)整計算參數(shù)和模型。 Q31：為什么當(dāng) DMol3 在我機(jī)器上運(yùn)行過的時候，總是出現(xiàn)以下錯誤： floatingpoint assist fault？ A31 ：在 IA64 機(jī) 器 上 ， 會 出 現(xiàn) 此 類 錯 誤 ， 需 要 在 安 裝 軟 件 的 用 戶 登 錄 腳本(.profile, .bash_profile, .login)中，加入以下語句： prctl fpemu=silent 這樣在運(yùn)行作業(yè)的時候，就不會出現(xiàn)上述錯誤了。也就是說，對較空的晶體可以采用 Real Space 來計算，而其他的體系最好還是用 Reciprocal space 來處理。 一般我們使用 DMol 搜索過渡態(tài)的流程是這樣的： 1． 構(gòu)造反應(yīng)物和產(chǎn)物分子，并使用 DMol 計算這兩個結(jié)構(gòu)的最佳構(gòu)型（需要計算頻率使體系無虛頻，如果有部分結(jié)構(gòu)固定，則可以忽略頻率驗(yàn)證部分）； 2． 使用 Reaction Preview 工具設(shè)計可能的反應(yīng)路徑，首先要保證化學(xué)上的合理性； 3． 使用 TS Search 搜索可能反應(yīng)路徑中的過渡態(tài)結(jié)構(gòu)， 此時需要計算頻率，通過振動方式來判斷該過渡態(tài)是否真正一階鞍點(diǎn)，是否連接反應(yīng)物與產(chǎn)物； 4． 通過 TS Conformation 來判斷反應(yīng)路徑上是否有其他中間體與過渡態(tài)，如果有，那么需要對新的中間體進(jìn)行優(yōu)化，并重復(fù)使用 24 的過程進(jìn)一步進(jìn)行搜索，以判斷體系的真正反應(yīng)路徑。 對于這個問題，可以按照以下方式進(jìn)行處理： 1. 如果使用圖形界面，則直接按下 Calculate 按鈕即可，程序會自動進(jìn)行處理的； 2. 如果要使用 Standalone 方式進(jìn)行計算，那么請按下 Calculate 按鈕，在出現(xiàn)相應(yīng)文件夾后， Stop 該工作，并將相 應(yīng)文件拷貝到 Linux 下，注意這時候需要使用“ seedname ”的方式 (加雙引號 )進(jìn)行修改。 在該文件中，每一個數(shù)據(jù)都是經(jīng)過了標(biāo)準(zhǔn)化處理，表示的單位為 e/A^3，即每個 A^3 中電子的數(shù)目，對整個體系積分 之后，體系的總電子數(shù)與計算體系的外層價電子數(shù)目相等。 如果要在 MD 后，還 需要進(jìn)行 Minimizer 優(yōu)化，文件格式如下所示： Minimization Section: minimize \ method = newton \ iteration_limit = 5000 \ sd \ convergence = \ line_search_precision = \ cg \ convergence = \ line_search_precision = \ method = fletcher \ newton \ convergence = \ line_search_precision = \ max_atoms = 200 \ method = bfgs Write coordinate file: writeFile coordinate filename = 將坐標(biāo)文件輸出為 文件 readFile car file = 讀入 文件，讀入坐標(biāo)文件 Dynamics Section: dynamics \ time = \ timestep = \ initial_temperature = \ 設(shè)定溫度 ensemble = NVT \ temperature_control_method = andersen \ collision_ratio = \ temperature = \ deviation = \ execute frequency = \ mand = {print history file = } 將 坐標(biāo)文件輸出為 readFile history file = Minimization Section: minimize \ method = newton \ iteration_limit = 5000 \ sd \ convergence = \ line_search_precision = \ cg \ convergence = \ line_search_precision = \ method = fletcher \ newton \ convergence = \ line_search_precision = \ max_atoms = 200 \ method = bfgs Write coordinate file: writeFile coordinate filename = 將坐標(biāo)文件輸出為 文件 Q40：如何用 Dmol3 計算 Overlay Matrix，并進(jìn)一步分析？ A40： 對于重疊矩陣，分析起來較為困難，關(guān)鍵在于計算出來的結(jié)果，其物理含義很難理解，下面我們將以 H2O 分子的重疊矩陣來解釋相關(guān)數(shù)據(jù)的物理含義。在“軌道伸展方向”一欄表明不同軌道的伸展方向，例如 2Pxy 或者 2Pxz 等。即sum(1S,22S,2P,3S,?? )。 在 DMol3 中，默認(rèn)的 Population Analysis 里面已經(jīng)有 Bond_Order 分析了，在早版本的 DMol中，可能需要關(guān)鍵詞 : Bond_Order on Q41：如何使用 Castep 程序計 算 IR 振動，為什么計算老是說不收斂？ A41： Castep 程序通過線形相應(yīng)方法來計算體系對于外界電場的擾動，不過在 Castep 中需要采用考慮全電子的 NormConserivng 基組，同時在固定電子能帶的情況下才能夠計算體系的 IR 光譜。 Q43： Discover 的 Nonbond 中 Summation 的三種方法有什么區(qū)別？ A43： 三種方法 Atom Based、 Group Based 和 Ewald Summation 的介紹如下： Atom Based 為直接計算法，即直接計算原子對之間的非鍵相互作用，當(dāng)原子對超出一定距離（ cutoff distance）時，即認(rèn)為原子對之間相互作用為零。 Group Based 大多數(shù)的分子力場都包括了每個原子之間點(diǎn)電荷的庫侖相互作用。當(dāng)評價點(diǎn)電荷時，一定