计算化学公社

标题: orca 4.1发布了 [打印本页]

作者
Author: fhh2626 时间: 2018-12-13 17:37
标题: orca 4.1发布了
不过目前好像还没有提供下载地址
https://orcaforum.kofo.mpg.de/

作者
Author: chrinide 时间: 2018-12-13 17:42
这次的更新很多啊，Frank 太得劲了

作者
Author: sobereva 时间: 2018-12-13 17:45
从4.0.1.2到4.1，取得了瞩目的进展。比G09->G16的提升大得多得多

a. SCF/DFT
◦ B97M-V, wB97M-V, wB97X-V plus various D3 variants of B97 functionals
◦ Simple input keywords for DSD-BLYP, DSD-PBEP86, and DSD-PBEB95
◦ CPCM analytic Hessian
◦ DLPNO-double hybrid DFT including gradient
◦ SymRelax option in %method

b. Semiempirical methods ◦ XTB method of Grimme et al.

c. Coupled cluster
◦ Iterative solution of the full (T) equations for DLPNO-CCSD(T)
◦ Open shell DLPNO-CCSD density and spin density matrices
◦ Full DLPNO-MP2 gradient
◦ CIM (Cluster in molecules) Implementation with MP2, CCSD(T), DLPNO-MP2 and DLPNO-CCSD(T)
◦ IP and EA coupled cluster methods and their DLPNO variants
◦ STEOM-CCSD for open shells
◦ SOC between bt-PNO-STEOM and STEOM states
◦ Improved Multilevel implementation including multilevel DLPNO-IP
◦ F12-Triples scaling for RHF canonical CCSD(T) based on the CCSD/ CCSD-F12 ratio

d. Multireference
◦ New CASSCF SuperCIPT converger is reliable and efficient.
◦ New options for final orbitals to find partner orbitals for the chosen active space e.g. bonding / anti-bonding partners.
◦ MC-RPA (Multiconfigurational random phase approximation)
◦ AO driven integral direct for calculations on larger molecules
◦ Fock matrix -> conventional, direct, RIJ/COSX
◦ MPI parallel
◦ NTOs for visualizing transitions
◦ Checking stability of state specific CASSCF wave functions by orca_mcrpa
◦ Dynamic correlation dressed (DCD-CAS) method with inclusion of relativistic effects (SOC, spin-spin, magnetic fields)
◦ CASSCF RIJCOSX allows two separate auxiliary basis sets
◦ CASCI/NEVPT2 protocol for XAS and RIXS

e. Optimization
◦ Nudge elastic band method to locate transition states
◦ Enabled 3-dimensional relaxed potential energy surface scan
◦ Improvement of redundandant internal coordinate generation
◦ Faster and more smooth convergence for 3-dimensional systems and embedded cluster models
◦ Intrinsic reaction coordinate (IRC) following
◦ Swart model Hessian (good for weak interactions)

f. Molecular Dynamics
◦ MD simulations can now use Cartesian, distance, angle, and dihedral angle constraints.
◦ The MD module now features cells of several geometries (cube, orthorhombic, parallelepiped, sphere, ellipsoid), which can help to keep the system inside of a well-defined volume.
◦ The cells can be defined as elastic, such that their size adapts to the system. This enables to run simulations under constant pressure.
◦ Ability to define regions (subsets of atoms) enables applications such as thermostating different parts of the system to different temperatures (cold solute in hot solvent, temperature gradients, ...)
◦ Trajectories can now be written in XYZ and PDF file format.
◦ A restart file is written in every simulation step. Simulations can be restarted to seamlessly continue.
◦ The energy drift of the simulation is now displayed in every step.
◦ The MD module now works with a broader range of methods (semiempirics, ECPs, QM/MM).
◦ Fixed a bug in the time integration of the equations of motion which compromised energy conservation.

g. Spectroscopic properties
◦ orca_pnmr module tool to calculate paramagnetic NMR spectra
◦ NMR chemical shifts with RI-MP2 and double hybrid DFT including GIAO’s, spin-component scaling and CPCM
◦ NMR Spin-Spin coupling in calculations with DFT/HF
◦ NMR wth ZORA
◦ Maximoff-Scuseria correction for the kinetic energy density in GIAO-based calculations with meta-GGA functionals
◦ Exact and gauge invariant transition moments and approximate decomposition into dipole, quadrupole etc terms in all modules.
◦ PNO-ROCIS method for more efficient X-ray absorption calculations
◦ IP-ROCISD for high spin ROHF references
◦ TD-DFT:
◾ Transient spectra (excited state absorption) for CIS/TDA
◾ Triplet gradients (with RIJ, COSX and all) for all cases.
◾ Spin orbit coupling (including CPCM) and gradients
◾ Root following scheme for optimization
◾ Slow term to correct energy of relaxed excited state
◾ Full TD-DFT with double hybrids

◦ ESD module to calculate spectroscopic properties
◾ Vibrationally resolved absorption spectra including Duschinsky rotation and/or vibronic coupling.
◾ Fluorescence and Phosphorescence rates with same options.
◾ Resonance Raman spectra with the same options
◾ works with CIS/TDDFT, ROCIS, CASSCF and EOM/STEOM.
◾ Seven different schemes for obtaining an excited state PES and five different choices of coordinate systems

h. Analysis tools: ◦ Open Shell LED
◦ Dispersion interaction Density plots
◦ LED for DLPNO-MP2
◦ LED for the frozen state
◦ Update of AIM interface
◦ NBO 7 compatibility (i4)

i. Miscellaneous ◦ Compound method (Infrastructure, plus W2.2, W1, G2(MP2), G2(MP2-SVP), G2(MP2-SV) methods)
◦ Property file (additional properties, plus new infrastructure)
◦ Decomposition of correlation energy for canonical RHF CCSD energies to singlet - triple pairs
◦ Additional EP2 extrapolation schemes using RI-MP2 and DLPNO-MP2 methods as cheap methods (request from forum)
◦ Lanthanide new def2 basis sets
◦ def2-XVP/C auxiliary basis sets for Ce-Lu by Chmela and Harding.
◦ Robust Second order optimizer for localized orbitals
◦ Added a few basis sets.

作者
Author: yjmaxpayne 时间: 2018-12-13 18:18
更新的真心给力啊，好多非常实用且强大的功能都更新了。

作者
Author: sobereva 时间: 2018-12-13 18:30
其实这叫ORCA5.0都不过分。

在我来看比较重要的有以下进步。以下提到的条目我对大部分已做过测试，有些官方表面上的说法容易引起误解，下面也做了澄清：

支持了wB97M-V和wB97X-V。前者是目前来说，算有机体系的非双杂化泛函里精度最佳的。之前只有阿Q才支持，这下子阿Q生活更艰难了。经测试ORCA计算这两个泛函还挺快的。不过这两个泛函由于用了nonlocal方式的色散校正，并不支持解析梯度。
支持了SCAN泛函，这在纯泛函里几乎是最好的，但由于是meta-GGA，不支持解析梯度。
支持了新的双杂化泛函DSD-BLYP, DSD-PBEP86, DSD-PBEB95。其中有的虽然之前可以通过自定义泛函实现，但终究用着麻烦点。不过这几个双杂化泛函里没有比起PWPB95-D3(BJ)更稳健的，所以实际意义有限。

支持了CPCM解析Hessian。之前溶剂模型下没解析Hessian是ORCA软肋之一，这回补上了。

支持了生成IRC：这是很多ORCA用户千呼万唤的功能。这使得ORCA离应用性量化工作者的距离更近了一步。之前得通过Gaussian或ASE与ORCA联用等手段才能实现（见《将Gaussian与ORCA联用搜索过渡态、产生IRC、做振动分析》http://sobereva.com/422）。除了传统方法外，ORCA 4.1也支持了NEB方法产生MEP。而且还支持CI-NEB和TS-NEB两种方法在做NEB时把过渡态找出来。

TDDFT时候能已经能够给出各个态之间的旋轨耦合矩阵元、给出单重态基态与三重态激发态之间的振子强度，还能给出磷光速率，考虑SOC时还支持TDDFT优化。因此，之前PySOC+Gaussian的组合（见《使用Gaussian+PySOC在TDDFT下计算旋轨耦合矩阵元》http://sobereva.com/411）已经没什么意义了。很黑的ADF的寥寥无几的卖点几乎快彻底没了！！！

Vibrationally resolved absorption spectra including Duschinsky rotation and/or vibronic coupling：ORCA终于也支持了振动分辨电子光谱了。不过实用性未知，毕竟ORCA的TDDFT还不支持解析Hessian，因此G16在这点上还是有很大优势。

New CASSCF SuperCIPT converger is reliable and efficient：看似能令CASSCF明显更好，但效果未知，尚未实测。

AIMD模块得到了显著加强，功能更多，可以很大程度上取代Gaussian的BOMD了，在某些方面还超越了。

支持了Grimme提出的全自动产生考虑构象权重和化学等价性的NMR光谱的计算（见Angew. Chem. Int. Ed., 56, 14763），对于专门模拟NMR光谱的人比较有意义。

虽然release note里没明说，但4.1实际上加入了DFT-D4，加D4关键词即可，这是个很重要的进步（不过手册里说这还只是实验性地加入，因此结果未必一定可靠）

其它值得一提的：
之前ORCA支持用于DLPNO-CCSD(T)的LED能量分解，DLPNO-CCSD(T)毕竟对大的体系还是贵。这回LED扩展到了MP2，是有一定意义的，不过估计也没什么人用，毕竟接受程度远不及SAPT。

支持了计算NMR时候通过ZORA考虑考虑相对论效应。但是旋轨耦合对NMR的贡献目前还不支持，因此对于较重的元素还是没法准确计算NMR。

加入了XTB：其实是把Grimme的xtb程序纳入到ORCA程序包中作为一个独立的模块。在ORCA 4.1里并没法直接做xtb计算，纳入xtb的目的是在全自动NMR计算时可以调用xtb做构象搜索之类。因此并不能通过ORCA直接实现基于XTB来搜索过渡态和产生IRC，这点还是需要通过将Gaussian和xtb联用实现（这点参见《将Gaussian与Grimme的xtb程序联用搜索过渡态、产生IRC、做振动分析》http://sobereva.com/421）

AIM接口得到了改进。具体来说，对开壳层计算也可以产生wfn文件了，而且还新支持产生wfx文件。不过不能用于有赝势的情况，这是显著的不足。对于ORCA用户，使用Multiwfn的时候仍建议总是使用.molden文件。

支持了双杂化泛函的DLPNO。这看起来很好，但是经过我的实测，速度并不理想，还不如RI-双杂化快。

PS：TDDFT的解析Hessian还是早晚得加上的。这个有了的话，可能得到5.0了。不支持meta-GGA、双杂化的解析Hessian还是个巨大的软肋。

作者
Author: Warm_Cloud 时间: 2018-12-13 19:06
帅炸了！

作者
Author: ggdh 时间: 2018-12-13 19:59
可怕，ORCA好强

作者
Author: zsu007 时间: 2018-12-13 20:22
拭目以待！

作者
Author: 1130240115 时间: 2018-12-13 20:30
ORCA的Molecular dynamics模块好用吗？

作者
Author: 柒月小鱼 时间: 2018-12-13 20:50

1130240115 发表于 2018-12-13 20:30
ORCA的Molecular dynamics模块好用吗？

关注

作者
Author: Harrypotter 时间: 2018-12-13 21:24
对做激发态的人来说这次更新太棒了，最大并行核数不知道能不能增加。

作者
Author: ene 时间: 2018-12-13 21:36
太强了啊，ORCA简直比高斯良心到不知道哪里去

作者
Author: 978142355 时间: 2018-12-13 22:03
强悍，ORCA这波更新太给力了！

作者
Author: Charles_Gao 时间: 2018-12-13 23:49
新manual已经出了

作者
Author: sobereva 时间: 2018-12-14 02:14
4.1版度盘已上传，资源分享区里找

作者
Author: Novice 时间: 2018-12-14 10:24

sobereva 发表于 2018-12-13 18:30
其实这叫ORCA5.0都不过分。

仔细看了下，在我来看比较重要的有以下进步（还没测试实际程序，详情以及是 ...

好心动，可惜不会用，社长以后的教程要不要多讲点ORCA啊

作者
Author: ABetaCarw 时间: 2018-12-14 10:40
接下来就期待论坛中各位大佬的测评了

作者
Author: sobereva 时间: 2018-12-14 11:01

Novice 发表于 2018-12-14 10:24
好心动，可惜不会用，社长以后的教程要不要多讲点ORCA啊

ORCA在我很多博文中都涉及了，如
大体系弱相互作用计算的解决之道
http://sobereva.com/214
将Gaussian与ORCA联用搜索过渡态、产生IRC、做振动分析
http://sobereva.com/422
DFT-D色散校正的使用
http://sobereva.com/210

在本论坛量化版ORCA分类里我也有过大量回复。

不是涉及不涉及的问题，而是要写的内容是否用得到ORCA的问题。诸如几何优化、IRC、找过渡态等等，ORCA做得比Gaussian差，用户也远没Gaussian多，所以就不会刻意花时间去写怎么用ORCA做这类事情。ORCA支持很多Gaussian没有的极小众向功能，但实用价值不高，也自然不会去提。

ORCA的使用在北京科音高级量子化学培训班里会全面讲授。本身orca手册里也有很多例子，写得也已经挺清楚了

作者
Author: Accelerator 时间: 2018-12-14 12:28
只想让ORCA什么时候提升一下双电子积分的效率几何优化算法 SCF收敛之类的(

作者
Author: ShuangfeiZhu 时间: 2018-12-14 16:10
撒花花，ORCA用起来

作者
Author: 胡说 时间: 2018-12-14 17:16
装了openmpi-3.1.3和orca-4.1。碰到一个问题：每次并行计算，都会提示：
“5 more processes have sent help message help-btl-vader.txt / cma-permission-denied
WARNING: Linux kernel CMA support was requested via the
btl_vader_single_copy_mechanism MCA variable, but CMA support is
not available due to restrictive ptrace settings.....”
但会正常计算并结束。
请问大家有碰到这个问题嘛，如何解决？
不知道对计算效率是否有影响

作者
Author: ChrisZheng 时间: 2018-12-14 21:03
我跑了一个B97-3c的优化出错，错误信息是

Segmentation fault (core dumped) /calc/orca_4_1_0_linux_x86-64_shared_openmpi313/otool_gcp /data/qm/a.gcp.in.tmp -level 'b97-3c' > /data/qm/a.gcp.out.tmp
ERROR: Number of atoms in ORCA and otool_gcp are different:
ORCA: 50 gCP: 190465828

复制代码

而且现在官方论坛无法访问

作者
Author: Jasminer 时间: 2018-12-15 13:13

sobereva 发表于 2018-12-13 18:30
其实这叫ORCA5.0都不过分。

在我来看比较重要的有以下进步。以下提到的条目我对大部分已做过测试，有些 ...

请教一下：像wB97X-V里的V就是描述nonlocal correlation的，再加D3不是过矫正了吗？

作者
Author: yflchx 时间: 2018-12-15 13:30

Jasminer 发表于 2018-12-15 13:13
请教一下：像wB97X-V里的V就是描述nonlocal correlation的，再加D3不是过矫正了吗？

Asim Najibi and Lars Goerigk, The Nonlocal Kernel in van der Waals Density Functionals as an Additive Correction: An Extensive Analysis with Special Emphasis on the B97M-V and ωB97M-V Approaches. J. Chem. Theory Comput., 2018, 14 (11), 5725–5738. DOI: 10.1021/acs.jctc.8b00842

作者
Author: sobereva 时间: 2018-12-15 13:33

Jasminer 发表于 2018-12-15 13:13
请教一下：像wB97X-V里的V就是描述nonlocal correlation的，再加D3不是过矫正了吗？

这泛函里没D3
如果把其VV10替换为DFT-D3形式的色散校正，对应于新版本里的关键词wB97X-D3BJ和wB97M-D3BJ

作者
Author: sobereva 时间: 2018-12-15 13:35

ChrisZheng 发表于 2018-12-14 21:03
我跑了一个B97-3c的优化出错，错误信息是

win下测试了个小体系B97-3c优化，没发现问题。
论坛可以访问

作者
Author: Jasminer 时间: 2018-12-15 14:28

yflchx 发表于 2018-12-15 13:30
Asim Najibi and Lars Goerigk, The Nonlocal Kernel in van der Waals Density Functionals as an Addit ...

谢谢yflchx和社长，明白了

作者
Author: ChrisZheng 时间: 2018-12-15 16:03
本帖最后由 ChrisZheng 于 2018-12-16 15:14 编辑

sobereva 发表于 2018-12-15 13:35
win下测试了个小体系B97-3c优化，没发现问题。
论坛可以访问

后来我也可以访问论坛了，但Bug没解决，我报告到论坛上了。

我遇到的问题是这个

https://orcaforum.kofo.mpg.de/viewtopic.php?f=9&t=3870

一些程序不是动态链接的导致无法运行。

最新版解决了这个问题。

作者
Author: coolrainbow 时间: 2018-12-16 10:19
等到2037年Frank 70岁左右时候，ORCA估计就该衰落了。那时候不知又有什么后辈崛起了

作者
Author: Warm_Cloud 时间: 2018-12-16 14:15

coolrainbow 发表于 2018-12-16 10:19
等到2037年Frank 70岁左右时候，ORCA估计就该衰落了。那时候不知又有什么后辈崛起了

张老师你啊

作者
Author: ABQTrap 时间: 2018-12-18 19:33

sobereva 发表于 2018-12-14 02:14
4.1版度盘已上传，资源分享区里找

sobereva您好！
ORCA官方论坛上ORCA Linux版本有好几个，包括Static serial binaries & parallel binaries linked和Dynamically linked binaries & parallel binaries linked，文件大小相差很大，请问这些版本有什么不同？应该下载哪个版本比较好？谢谢！

作者
Author: shaofeng 时间: 2018-12-19 15:18

sobereva 发表于 2018-12-13 18:30
其实这叫ORCA5.0都不过分。

在我来看比较重要的有以下进步。以下提到的条目我对大部分已做过测试，有些 ...

请问下orca4.1 还是不能计算CPCM解析频率吧。

作者
Author: shaofeng 时间: 2018-12-19 15:31
orca 4.1 似乎还是不能计算cpcm解析频率

作者
Author: fhh2626 时间: 2018-12-19 15:58

shaofeng 发表于 2018-12-19 15:31
orca 4.1 似乎还是不能计算cpcm解析频率

可以

作者
Author: shaofeng 时间: 2018-12-19 16:09
我试了一下好像计算的都是虚频。说明书里也说Analytical Hessians cannot be performed for
- Double-Hybrid functionals
- meta-GGAs
- RI-JK approximation
- relativistic corrections
- CPCM

作者
Author: sobereva 时间: 2018-12-19 16:18

shaofeng 发表于 2018-12-19 16:09
我试了一下好像计算的都是虚频。说明书里也说Analytical Hessians cannot be performed for
- Double-Hybr ...

没有问题，4.1支持了CPCM的解析Hessian
例子：
(, 下载次数 Times of downloads: 9)
4.1计算结果
0:       0.00 cm**-1
1:       0.00 cm**-1
2:       0.00 cm**-1
3:       0.00 cm**-1
4:       0.00 cm**-1
5:       0.00 cm**-1
6:    303.65 cm**-1
7:    304.40 cm**-1
8:    739.69 cm**-1
9:    811.77 cm**-1
10:    812.19 cm**-1
11:    1084.88 cm**-1
12:    1096.77 cm**-1
13:    1097.10 cm**-1
14:    2235.42 cm**-1
15:    2434.61 cm**-1
16:    2513.71 cm**-1
17:    2514.64 cm**-1

作者
Author: shaofeng 时间: 2018-12-19 17:15
请问我的输入文件有什么问题吗？计算结果总是虚频。

!  bhandhlyp  opt  D3bj  freq cpcm(water)
!  def2-TZVP  pdbfile xyzfile
%base "nowater"
%maxcore 2000
%pal
nprocs 12
end
* xyz -2 1
  As  -0.33913614707843    0.06782786654326    0.18123318390450
  O -0.82332185691313    -0.76337365189985    1.52636589585087
  O 1.41970189995174    0.32759592855079    0.38976298730395
  O -0.49407714056266    -0.79667755955313    -1.22025686934830
  O -0.89552322550762    1.61958843203999    0.09494932376948
  H 1.86935647011011    -0.50996101568103    0.47494547851948
*

0:       0.00 cm**-1
1:       0.00 cm**-1
2:       0.00 cm**-1
3:       0.00 cm**-1
4:       0.00 cm**-1
5:       0.00 cm**-1
6:    -9089.88 cm**-1 ***imaginary mode***
7:    -3976.35 cm**-1 ***imaginary mode***
8:    -2915.74 cm**-1 ***imaginary mode***
9:    -2627.95 cm**-1 ***imaginary mode***
  10:    -2551.54 cm**-1 ***imaginary mode***
  11:    -2170.99 cm**-1 ***imaginary mode***
  12:    -2116.15 cm**-1 ***imaginary mode***
  13:    -2050.10 cm**-1 ***imaginary mode***
  14:    -1867.37 cm**-1 ***imaginary mode***
  15:    -1699.13 cm**-1 ***imaginary mode***
  16:    -1635.44 cm**-1 ***imaginary mode***
  17:    -481.88 cm**-1 ***imaginary mode***

作者
Author: sobereva 时间: 2018-12-19 18:53

shaofeng 发表于 2018-12-19 17:15
请问我的输入文件有什么问题吗？计算结果总是虚频。

反复简化关键词查看结果

作者
Author: shaofeng 时间: 2018-12-19 20:19
通过简化关键词发现uhf关键词不能加。请大牛解释下为什么。对这个不懂

作者
Author: sobereva 时间: 2018-12-21 04:50

ABQTrap 发表于 2018-12-18 19:33
sobereva您好！
ORCA官方论坛上ORCA Linux版本有好几个，包括Static serial binaries & parallel binari ...

看http://bbs.keinsci.com/thread-11697-1-1.html

作者
Author: sobereva 时间: 2018-12-21 04:50

shaofeng 发表于 2018-12-19 20:19
通过简化关键词发现uhf关键词不能加。请大牛解释下为什么。对这个不懂

应该是bug，可以发到ORCA论坛

作者
Author: fhh2626 时间: 2018-12-22 12:35

sobereva 发表于 2018-12-21 04:50
应该是bug，可以发到ORCA论坛

我也试了一下，确实是这样

作者
Author: xaomidaxue 时间: 2018-12-29 10:54

sobereva 发表于 2018-12-13 17:45
从4.0.1.2到4.1，取得了瞩目的进展。比G09->G16的提升大得多得多

a. SCF/DFT

老师请教一下ocra4.1相比gaussian16对于激发态几何构型的优化有什么优势么？g16对于中等体系（100原子）的激发态几何构型优化很慢，不知道orca4.1怎么样？
谢谢！

作者
Author: sobereva 时间: 2018-12-30 04:29

xaomidaxue 发表于 2018-12-29 10:54
老师请教一下ocra4.1相比gaussian16对于激发态几何构型的优化有什么优势么？g16对于中等体系（100原子） ...

开RIJCOSX时ORCA算激发能速度比G16快很多（一般能快一倍），但优化激发态的效率我没做过测试，你可以试试，估计优势没这么大，更何况ORCA在优化算法上没有Gaussian那么好

作者
Author: shaofeng 时间: 2019-1-7 20:52
求orca静态库版。
orca_4_1_0_linux_x86-64_openmpi215.tar.zst，官网下载总是断。

作者
Author: sobereva 时间: 2019-1-7 23:35

shaofeng 发表于 2019-1-7 20:52
求orca静态库版。
orca_4_1_0_linux_x86-64_openmpi215.tar.zst，官网下载总是断。

去资源分享区里找，知道orca中文是什么立刻就能找到
此文开头也提了这点
量子化学程序ORCA的安装方法
http://sobereva.com/451

作者
Author: 一条君 时间: 2022-4-25 22:43
关于 wB97X-V
终于在这条看到了gaussian不支持wB97X-V，手册里也确实查不到此关键词，给同样想论坛确认的筒子一个检索信息

欢迎光临计算化学公社 (http://bbs.keinsci.com/)