计算化学公社

标题: CP2K优化Tobermorites晶体结构一直不收敛问题请教 [打印本页]

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Author: xjtuglr 时间: 2024-12-7 18:51
标题: CP2K优化Tobermorites晶体结构一直不收敛问题请教
本帖最后由 xjtuglr 于 2024-12-7 23:27 编辑

各位老师好，最近在使用CP2K优化Tobermorites的晶体结构，首先从COD网站下载了晶胞结构，参考文献中对夹层水进行了补氢，随后进行结构优化，因为后期要振动分析算光谱，因此使用了进行了331扩胞，使用PBEsol+DFTD3BJ色散校正，计算级别为DZVP-MOLOPT-SR-GTH，由于体系原子较多，生成文件时Multiwfn自动用了LBFGS算法，第一次优化跑完了步数以后没有收敛，在第一次优化的基础上继续算，改用了BFGS算法，结构一直没有收敛，优化22步的时候就有三个收敛限达到了，继续算到快200步还是没有收敛，之前也尝试过卢老师课上说的部分方法，也没有很好的效果，在附件中上传了CIF文件和INP文件，请大家看看是不是初始结构存在不合理？还是inp文件设置除了问题，有没有什么办法可以提升一下结构优化效果，谢谢各位老师！

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作者
Author: 吞木木 时间: 2024-12-7 20:39
&SCF
MAX_SCF 25 #这个值太小了
EPS_SCF 1.0E-06

你这么大的体系最起码得设置200吧，你设置25，DFT计算还没怎么开始循环推进呢就直接进入下一轮了，当然很难出合理的结果
而且你得根据out文件中Convergence 那一列的收敛结果，合理的设置MAX_SCF的值

作者
Author: xjtuglr 时间: 2024-12-7 21:42
本帖最后由 xjtuglr 于 2024-12-7 23:13 编辑

吞木木发表于 2024-12-7 20:39
&SCF
MAX_SCF 25 #这个值太小了
EPS_SCF 1.0E-06

好的谢谢，请问是内循环要设置200吗？但是我现在内循环 SCF run converged in 22 steps **，然后才会进入下一个，这也也需要调整内循环的步数吗？同时想请问一下结构有硬伤吗？

作者
Author: Uus/pMeC6H4-/キ 时间: 2024-12-7 22:13
本帖最后由 Uus/pMeC6H4-/キ于 2024-12-7 22:31 编辑

xjtuglr 发表于 2024-12-7 21:42
好的谢谢，请问是内循环要设置200吗？但是我现在内循环 SCF run converged in 22 steps **，然后才会 ...

二楼有点误导了，估计没看到OT设置……

看.gjf单胞的结构还行，但看.inp里面扩胞的结构似乎有些奇怪的氧原子和氧原子接触太近（导出.xyz再用VMD看或者载入Multiwfn看都成键的地步），而且似乎也只有一半的层之间加了水而另一半的层是空的。能否把从晶体数据库下载的原始.cif传一份，有可能转换文件格式的时候丢失了部分原子。

编辑：说起来&MOTION/&CELL_OPT里面的MAX_ITER倒是有可能需要增加，不好说400步对这么大体系够不够。其他设置没看出啥问题。

作者
Author: xjtuglr 时间: 2024-12-7 23:13
本帖最后由 xjtuglr 于 2024-12-7 23:19 编辑

Uus/pMeC6H4-/キ发表于 2024-12-7 22:13
二楼有点误导了，估计没看到OT设置……

看.gjf单胞的结构还行，但看.inp里面扩胞的结构似乎有些奇怪的 ...

好的谢谢老师，我已经重新上传了原始的.cif，原始的文件中就是没有氢原子的，我自己根据一些论文里给层间的三个氧原子加了水，同时我用VESTA打开发现有几个O原子显示的是wat，但是氢原子数量始终对不上，不知道该如何修改，COD网站上给的分子式是Ca2 H5 O11 Si3，序号9005498，另外您说的有几个奇怪的氧原子可以麻烦您详细说一下吗，没有遇到过这种情况，这个体系我尝试了好几次，似乎一直都没算成功。

作者
Author: sobereva 时间: 2024-12-8 03:37

吞木木发表于 2024-12-7 20:39
&SCF
MAX_SCF 25 #这个值太小了
EPS_SCF 1.0E-06

用OT的时候Multiwfn故意默认设这么小，否则outerSCF策略无法起到效果、preconditioner无法及时更新
参考下文
CP2K中遇到SCF难收敛时的解决方法
http://sobereva.com/665（http://bbs.keinsci.com/thread-37196-1-1.html）

作者
Author: sobereva 时间: 2024-12-8 03:39
提问的时候不要用诸如“课上说的部分方法”这种含糊其辞的描述，仔细看下文
在网上求助计算化学问题的时候必须把问题描述得详细、具体、准确、清楚
http://sobereva.com/620（http://bbs.keinsci.com/thread-25787-1-1.html）

都用了什么方法具体说清楚，省得别人回复可行的方法的时候可能你又说“我当时已经试过了”

若无特殊原因，没必要变胞优化
GFN1-xTB做预优化，步数上限可以设大些，然后切换到PBE-D3(BJ)（而非PBEsol-D3(BJ)）进一步优化

作者
Author: sobereva 时间: 2024-12-8 03:40

xjtuglr 发表于 2024-12-7 21:42
好的谢谢，请问是内循环要设置200吗？但是我现在内循环 SCF run converged in 22 steps **，然后才会 ...

别这么设
复习我课上讲OT的outerSCF的部分

作者
Author: xjtuglr 时间: 2024-12-8 09:54
本帖最后由 xjtuglr 于 2024-12-8 09:55 编辑

sobereva 发表于 2024-12-8 03:39
提问的时候不要用诸如“课上说的部分方法”这种含糊其辞的描述，仔细看下文
在网上求助计算化学问题的时候 ...

好的，谢谢卢老师，我尝试一下做预先优化，但是我还有几个小问题1.之前我想尝试您上课说的用GFN1-xTB预先优化我添加的氢原子的位置，您这里的意思是全部预优化吗还是只优化氢原子？2.通常别人发的paper里都是优化完的结构和原始的晶胞结构作对比，然后说优化后的结构与原始结构相差了多少，不做变胞优化是不是有可能被审稿人质疑？3.您上课的时候是不是说过PBEsol更适合结构优化，为啥这里您推荐PBE-D3(BJ)呢？4.想请卢老师看一下这个结构有问题吗？针对楼上说的inp文件中部分氧原子位置奇怪，我是添加完氢原子以后直接通过Multiwfn进行扩胞处理的。再次感谢卢老师！

作者
Author: Uus/pMeC6H4-/キ 时间: 2024-12-8 10:56

xjtuglr 发表于 2024-12-8 09:54
好的，谢谢卢老师，我尝试一下做预先优化，但是我还有几个小问题1.之前我想尝试您上课说的用GFN1-xTB预先 ...

原来从T11.gjf到t11.inp除了扩胞以外还有GFN1-xTB优化一步吗，早说呀，费我想半天为啥俩结构考虑扩胞也不对应。把t11.inp的坐标保存到.xyz文件，用VMD打开再显示z > 7 and z < 15部分的CPK模型，看到的是这样的结构，空隙中间那些片段就是我说的奇怪之处：
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就楼上第四点，我猜测问题是这么来的：在给9005498.cif补氢原子到T11.gjf的过程中，只有原始结构中叫Wat1、Wat2、Wat3的独立氧原子变成了T11.gjf里面层间的水分子，而连接Ca的Wat6氧原子没有加氢，这个不合理的初始结构在扩胞和GFN1-xTB优化以后就产生了上述氧原子之间异常成键的现象。在我这用GaussView 6里Atom List Editor中的Edit - Add Hydrogens for All Atoms补氢原子，Wat6氧原子也会加上一个氢变成羟基，应该这才合理。如果你的GaussView自动补氢原子会漏掉原始晶胞里那四个Wat6氧原子，就点Builder - Add Valence再点击Wat6氧原子自己补上，之后再扩胞优化。

其他几个问题我暂时不知道怎么回答，不好意思。

作者
Author: xjtuglr 时间: 2024-12-8 11:37

Uus/pMeC6H4-/キ发表于 2024-12-8 10:56
原来从T11.gjf到t11.inp除了扩胞以外还有GFN1-xTB优化一步吗，早说呀，费我想半天为啥俩结构考虑扩胞也不 ...

谢谢老师的详细回复，我在T11.gjf生成inp的时候没有加额外的优化步骤，是直接生成的，操作步骤是T11.gjf直接载入multiwfn生产了inp，所以您书ode俩机构扩胞不对应可能还是存在的，连接Ca的wat6我看了部分文献里也没有加氢，所以不确定这个位置需要不需要加，但是我之前给他补成羟基之后结构优化一只没收敛成功，我再试试，谢谢老师！

作者
Author: 吞木木 时间: 2024-12-8 13:48

sobereva 发表于 2024-12-8 03:37
用OT的时候Multiwfn故意默认设这么小，否则outerSCF策略无法起到效果、preconditioner无法及时更新
参考 ...

谢谢卢天老师的指正

作者
Author: sobereva 时间: 2024-12-8 17:31

xjtuglr 发表于 2024-12-8 09:54
好的，谢谢卢老师，我尝试一下做预先优化，但是我还有几个小问题1.之前我想尝试您上课说的用GFN1-xTB预先 ...

结构的事其他人说了，我就说其它部分

1 假定你的晶体结构的测定精度还不错，就没必要优化晶胞参数。氢的位置是自己加的肯定得优化，至于重原子是否要优化看之后要干什么，比如要做振动分析肯定也得优化

2 不能一概而论

3 PBE-D3(BJ)更普适。本来当前也不优化晶胞参数，当前也不是致密的原子晶体，用PBEsol也体现不出什么好处

作者
Author: xjtuglr 时间: 2024-12-8 17:57

sobereva 发表于 2024-12-8 17:31
结构的事其他人说了，我就说其它部分

1 假定你的晶体结构的测定精度还不错，就没必要优化晶胞参数。氢 ...

好的，感谢卢老师！

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