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标题: GVB(1)计算H-F分子输入文件求教 [打印本页]

作者
Author: zjxitcc 时间: 2017-2-22 16:25
标题: GVB(1)计算H-F分子输入文件求教
我试图使用G09的GVB(1)计算氟化氢分子的单点能，在调换轨道那一步出错了（No more virtuals for natural orbitals! Error termination），不是很理解如何构造GVB的输入文件，感觉可能是对称性没指定，但不知道如何指定。请版上各位大大指导一下，gjf和log文件见附件。PS：我alter了占据分子轨道3和5的顺序，是因为3是F的2pz与H的1s混合而成的成键轨道，6是对应的反键轨道，想着应该配成一对，才是GVB(1)；下行写的2是看了高斯的手册，GVB需要写2，表示“GVB对中的每一个都有2个自然轨道”，不过个人觉得这行很鸡肋，都叫GVB了，当然是2，为什么还要写2？无奈GVB计算例子太少，没学习出正确的输入文件格式。

作者
Author: zjxitcc 时间: 2017-3-3 14:14
本帖最后由 zjxitcc 于 2019-1-21 16:30 编辑

已解决。关于GVB计算网上没有多少解疑和实例，最后自己再看了几遍高斯说明书GVB计算部分，慢慢摸索出来了。先说结果：轨道我没调换错，不指定对称性也行（即GVB选项里不需要lowsym关键词，至少我算过的几个简单算例都不需要）。trick在于GVB-PP（完美配对）计算的话，gjf文件末尾需要一行“ 2”输入；GVB(n)有n对，就要写n个2，且不能顶行写，需空1格。附件我上传了H-F和CH4两个格式正确的gjf文件。

另外，还发现GAMESS和Gaussian09的波函数有些时候会收敛到不同的局域最小点上，导致能量有明显差别，这一点与CASSCF计算很像。打算以后有空写一个帖子讨论GVB的计算格式和收敛。还学会了以G09的结果为初始提供给GAMESS使用，这样两个软件就能收敛到同一个较低能量的波函数上了。

作者
Author: liusy 时间: 2019-1-21 12:15
请问为什么是轨道3和5调换？

作者
Author: zjxitcc 时间: 2019-1-21 15:55
本帖最后由 zjxitcc 于 2019-1-21 16:29 编辑

liusy 发表于 2019-1-21 12:15
请问为什么是轨道3和5调换？

我更新了2#中附的两个分子的输入文件，更为简洁和严谨。

在H-F分子这个例子里，3号轨道是H-F成键，5号是F的2p孤电子对，6号像H-F反键（还不确定，可以通过优化得到更好的结果）。我们做GVB要求初始轨道尽量是一个成键配一个反键（这像极了做CAS(2,2)，如果你熟悉CAS计算的话），所以我们要交换3与5，使得3与6处在配对的位置。
注意：高斯里活性轨道是从HOMO的标号往下数，LUMO的标号往上数，所以要把活性轨道挪往HOMO-LUMO线附近。

在CH4这个例子里，我故意把一根C-H键缩短，目的是使其轨道更容易被辨认出。同理，这根C-H键的成键轨道在3号，反键轨道在9号，要把它们挪往HOMO-LUMO线附近，所以alter了3与5，6与9.

这是早期我刚开始学习GVB计算时的做法，这一套做法现在来看已经过时了，只能对简单小分子玩一玩。一般地，还要结合局域化方法、键解离时考虑RHF不稳定等等，如果对GVB感兴趣可以看我们前段时间发的文章DOI: 10.1021/acs.jctc.8b00854
《Automatic Construction of the Initial Orbitals for Efficient Generalized Valence Bond Calculations of Large Systems》

作者
Author: liusy 时间: 2019-1-21 20:02
好的，非常感谢，我稍后看下文章，请问你是否现在用的gamess算gvb？

作者
Author: zjxitcc 时间: 2019-1-21 20:14

liusy 发表于 2019-1-21 20:02
好的，非常感谢，我稍后看下文章，请问你是否现在用的gamess算gvb？

是的，GAMESS的SOSCF收敛算法，结合我们产生的良好的初始轨道，收敛不是问题。高斯做过渡金属的GVB计算简直是灾难。另外，GAMESS最大只能做12对，想做更大的需要改源代码重新编译。

作者
Author: liusy 时间: 2019-1-21 20:22
好的，谢谢指点，目测论坛有人谈过将GVB 12对变成30对，我现在做的主要是过渡金属的了，应该要用到的超过12对

作者
Author: zjxitcc 时间: 2019-1-21 21:11

liusy 发表于 2019-1-21 20:22
好的，谢谢指点，目测论坛有人谈过将GVB 12对变成30对，我现在做的主要是过渡金属的了，应该要用到的超过12 ...

那是我实验室里的前辈，当年他最后并没有改成功，有时候不能work。后来我改成了，一个shell脚本简便易用

作者
Author: liusy 时间: 2019-1-21 21:39
哇哦，太厉害了，你们一般用哪个版本的gamess

作者
Author: zjxitcc 时间: 2019-1-21 22:11

liusy 发表于 2019-1-21 21:39
哇哦，太厉害了，你们一般用哪个版本的gamess

一般用2017版本的，因为我开始做的时候出了2017。2016和2018版我想应该也没啥问题。更早期的话，有些变量名不一样，因此修改之处会略微有些不同。

作者
Author: liusy 时间: 2019-1-23 19:04
安装GAMMES的编译环境是需要编译器和数学库：ifort 12.1.0+MKL,请问你那边还有安装包没？如果有的话，可以发我一份吗，谢谢！

作者
Author: zjxitcc 时间: 2019-1-23 19:41

liusy 发表于 2019-1-23 19:04
安装GAMMES的编译环境是需要编译器和数学库：ifort 12.1.0+MKL,请问你那边还有安装包没？如果有的话，可以 ...

Intel编译器（含MKL）学术版免费，官网可下。此论坛亦有，可自行搜索解决。

作者
Author: liusy 时间: 2019-1-23 21:37
got，感谢

作者
Author: liusy 时间: 2019-2-24 20:00

zjxitcc 发表于 2019-1-23 19:41
Intel编译器（含MKL）学术版免费，官网可下。此论坛亦有，可自行搜索解决。

请问你可以发一个用GAMESS计算gvb的input文件给我参考下吗？

作者
Author: zjxitcc 时间: 2019-2-24 22:19

liusy 发表于 2019-2-24 20:00
请问你可以发一个用GAMESS计算gvb的input文件给我参考下吗？

GAMESS安装包下本来就有例子，在gamess/tests/standard目录下用grep 'SCFTYP=GVB' -in *.inp命令搜索，就可以看到哪些文件是GVB任务。

作者
Author: liusy 时间: 2019-2-24 22:39
好的，非常感谢

作者
Author: liusy 时间: 2019-3-21 15:46

zjxitcc 发表于 2019-1-21 21:11
那是我实验室里的前辈，当年他最后并没有改成功，有时候不能work。后来我改成了，一个shell脚本简便易用{ ...

要将gvb的12对变成30对，请问你用的什么脚本？能否告知一下，谢谢！

作者
Author: pyscf 时间: 2019-3-23 07:01
请问GVB相比于普通的DFT计算有啥优势？

作者
Author: zjxitcc 时间: 2019-3-23 09:57

pyscf 发表于 2019-3-23 07:01
请问GVB相比于普通的DFT计算有啥优势？

在能量和性质方面，GVB波函数本身没有动态相关，相对能量等准确度被杂化泛函（甚至是纯泛函）吊打，没有优势（事实上CASSCF大多数时候也是这样）。所以做GVB其实只是万里长征第一步，后面发展类似于CASPT2、NEVPT2等带动态相关的高精度方法才是真正目的。

在波函数方面，由于GVB轨道大多是局域在化学键上的（Boys和PM局域轨道很多时候也这样），定性图像是对的（例如对双自由基）而且比较清晰，讨论分析问题方便，这是屈指可数的用处之一（有别的替代方法，并非特长）。另一个用处是可以作为CASSCF的初始轨道，使之快速收敛（有别的替代方法，并非特长）。

在计算量上比CASSCF小很多，也是仅存的优点之一，便于发展带动态相关的高精度方法。

使用难点只有一个：对过渡金属体系超难收敛（比CAS还难），且操作较为繁琐。4#贴出的paper里我们解决了这个问题。

作者
Author: zjxitcc 时间: 2019-3-23 10:11

liusy 发表于 2019-3-21 15:46
要将gvb的12对变成30对，请问你用的什么脚本？能否告知一下，谢谢！

自己写的shell脚本，暂时不开源，因为说明文档还没写，估计可能今年会开源（加上4楼paper的实现代码）。

看你前面做基本的GVB计算还不是很熟，先熟练做三四对的计算吧···如果对开发方法感兴趣可以先看看W. A. Goddard和Martin Head Gordon等人有关GVB的文章。如果是实用性考虑，那其实没多大用处，很多时候还不如做个CASSCF或DMRG。

如果有过渡金属体系想合作可以私信，不在此一一介绍计算细节，因为后续还有很多问题，时间原因无法逐一回复

作者
Author: pyscf 时间: 2019-3-23 13:18

zjxitcc 发表于 2019-3-23 09:57
在能量和性质方面，GVB波函数本身没有动态相关，相对能量等准确度被杂化泛函（甚至是纯泛函）吊打，没有 ...

谢谢你的回复和解答

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