监控dimer方法优化TS能量变化的一个小脚本 - 计算化学公社

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2025.3.19 注：重新修改了脚本

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最近坛友djjj148分享了CP2K中使用dimer方法时找过渡态的经验（http://bbs.keinsci.com/thread-23516-1-1.html），使得寻找过渡态一下子方便了太多，非常nice！但是我个人觉得在监控能量变化那块Python脚本使用起来有点不方便，有点长，老是记不住，尽管我写了alias

。于是写了shell小脚本来方便监控DM优化过程中能量变化（初次写脚本，写的不对的地方请各位坛友多多批评指正）

#!/bin/bash
#This script is used to monitor energy change during TS optimization with dimer method.
function help() {
echo "Usage: DMmonitor.sh [output file of cp2k]"
}
if [[ $# -lt 1 ]]; then
help; exit 1
fi
inf=$1
grep "ENERGY" ${inf} |head -1|awk '{print NR-1,"\t",$9}' > energy.txt
grep "Informations at step" ${inf} -B 12|grep "ENERGY" |awk '{print NR,"\t",$9}' >> energy.txt
cat energy.txt | awk 'NR==1{a=$2} NR>1{print NR-1,"\t",($2-a)*27.2114}' > deltaE.txt
tail -10 deltaE.txt > last10E.txt
gnuplot -p << EOF
set multiplot layout 2,1
set grid
set xlabel "steps"
set ylabel "Energy Variation (eV)"
plot "deltaE.txt" u 1:2 w lp lw 1 lc rgb "dark-blue" ps 1 pt 7 t "total variation"
plot "last10E.txt" u 1:2 w lp lw 1 lc rgb "dark-blue" ps 1 pt 7 t "last 10 steps variation"
EOF
rm -f energy.txt
rm -f deltaE.txt
rm -f last10E.txt

复制代码

使用脚本时需要调用gnuplot画图，CentOS8中可以直接使用yum安装该软件。另外满分推荐MobaXterm这个免费的win下远程软件，这个软件可以直接调用Linux下的图形窗口如gnuplot、VMD、以及Multiwfn的一些绘图窗口等。所以Xshell之类的软件也就再无用武之地了。

使用：将脚本放到如~/script的目录下，然后在./bashrc中设置export PATH=$PATH:/home/xxx/script，之后就可以在任何目录下输入DMmonitor.sh使用脚本了。

下面简单说明一下脚本的运行流程：

grep ENERGY ${inf} |head -1|awk '{print NR-1,"\t",$9}' > energy.txt 是提取out文件中第一个SCF结束后的能量来作为体系的初始能量。这里与坛友djjj148的设置有所不同，他是设置了第一个rotation步骤结束后的能量为体系的初始能量，也无所谓，想用这个能量的改一下这一行就可以了。

grep "Informations at step" ${inf} -B 12|grep ENERGY |awk '{print NR,"\t",$9}' >> energy.txt Dimer 算法的运行流程有两步，旋转和平移过程。具体介绍阅读sob老师的（http://sobereva.com/44）博文。grep "Informations at step" ${inf} -B 12|head -1 这步是抓取每次dimer优化后当前体系的总能量，-B,berfoe,即向上抓取n行；awk '{print NR,"\t",$9}' 中 NR代表行号，这里面print NR就代表输出过渡态优化步数了。\t代表tab分隔。

cat energy.txt | awk 'NR==1{a=$2} NR>1{print NR-1,"\t",($2-a)*27.2114}' > deltaE.txt 这步就是将每步过渡态优化后的能量与体系的初始能量相减。energy.txt文件中第一行是体系的初始能量，NR==1{a=$2} 就是将体系的初始能量赋给变量a；NR>1{print NR-1,"\t",($2-a)*27.2114}表示将每步的过渡态能量与初始能量求差并且转化成以eV为单位输出，并且只打印第1,2,3。。。步过渡态能量的差值。

gnuplot 作图时支持交互模式输入，-p，persist，代表告诉程序在退出时不要关闭作图窗口。EOF是什么在sob老师博文（http://bbs.keinsci.com/thread-24929-1-1.html）说的很清楚了。

set grid 设置作图区域的网格线
set xlabel "steps" 设置x轴标签
set ylabel "Energy Variation (eV)" 设置y轴标签
unset key 取消显示图例

plot "deltaE.txt" u 1:2 w lp lw 1 lc rgb "dark-blue" ps 1 pt 7 u，using；1:2，代表作图的x、y轴数据是第几列；lp，linepoint的简写，点线样式；lw，line wides，线宽；lc，line color。这里如果不知道要用什么线型以及颜色，可以在输入gnuplot进入绘图模式后再输入test查看线的样式。另外也可以参照这篇文章设置线颜色（http://t066v5.coding-pages.com/2014/04/06/gnuplot%E9%A2%9C%E8%89%B2%E8%AE%BE%E7%BD%AE/）；ps，pointsize，点的尺寸；pt，pointtype，点的类型；

rm两个文件确保下次使用脚本时产生的数据不会累加到当前的文件中。