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CCSD(T)计算Na-Ti原子团簇mdci不收敛能否续算

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发布时间: 2025-5-10 12:43

正文摘要:

各位老师,我在使用CCSD(T)/cc-PVQZ对Na-Ti原子团簇进行单点能计算时mdci不收敛,我尝试了增加最大迭代次数,迭代过程中有一定的能量震荡,后续打算按下面的关键词重新进行计算。我的输入和输出文件如下。 %mdci M ...

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zjxitcc 发表于 Post on 2025-5-12 14:41:03
Teresa 发表于 2025-5-12 12:50
非常非常感谢您的耐心回复,就目前计算的来看,CCSD(T)还是能算得动,所以就没有采用DLPNO-CCSD(T)。
按 ...

我在8L的详细计算和分析已经解释得很清楚了,请您再次仔细阅读。
Teresa 发表于 Post on 2025-5-12 12:50:04
zjxitcc 发表于 2025-5-11 23:54
(1)ORCA的CC功能没法读取之前的振幅进行续算。事实上,ORCA不提供关键词让用户可以读/写振幅,我在ORCA论 ...

非常非常感谢您的耐心回复,就目前计算的来看,CCSD(T)还是能算得动,所以就没有采用DLPNO-CCSD(T)。
按您的结果来看体系有较强的多组态特征,将CCSD(T)/cc-PVQZ的计算结果作为参考也还是不行吗,因为我只是将它作为筛选一个能够更加精确计算这个体系的泛函。如果按上面老师所说的将结果外推到CBS会更好吗
zjxitcc 发表于 Post on 2025-5-11 23:54:12
本帖最后由 zjxitcc 于 2025-5-11 23:58 编辑

(1)ORCA的CC功能没法读取之前的振幅进行续算。事实上,ORCA不提供关键词让用户可以读/写振幅,我在ORCA论坛至少提过两次建议
cc amplitudes in orca json file - ORCA Forum
Any keyword to read/save CCSD amplitudes? - ORCA Forum
开发者均表示不感兴趣。这导致CC振幅迭代不收敛时,解决问题的手段很有限。而且也没有振幅投影功能,例如cc-pVTZ下的CCSD振幅对于cc-pVQZ的CCSD计算是很有帮助的。还有一种情况是如果我今天做了CCSD计算,明天想做CCSD(T)计算,如果我能保存t1, t2振幅,则无需从零开始计算,直接读取t1, t2振幅,迅速进入(T)步骤,但事实是ORCA不支持让用户读写振幅,我也只能是空想。

(2)您这个“标准集”可能用词不太好,称为参考答案、参考数据集更合适(英文是reference)。

(3)DLPNO-CCSD(T)是CCSD(T)的良好近似。当体系可以由CCSD(T)准确描述时,DLPNO-CCSD(T)理应可以得到很准确的结果;而当使用CCSD(T)描述一个复杂体系(大概率)定性错误时,DLPNO-CCSD(T)结果也是同样定性错误。

以您展示的这个中性六重态Ti4Na团簇为例,首先考察CCSD(T)或DLPNO-CCSD(T)能否提供靠谱的结果,有两个考察角度:一是UNO轨道占据数分布情况,若在5个单占据轨道上方所有轨道占据数都接近0.0,说明该体系可使用1个六重态行列式定性正确描述,再由CC提供定量准确描述,结果靠谱。而若在5个单占据轨道上方有轨道占据数为0.8,说明体系有很强的多组态特征,需要采用多个六重态行列式的线性组合才可以定性正确描述,1个六重态行列式严重不足。此时UCCSD(T)结果是否靠谱存疑(也不一定不合理),但DLPNO-CCSD(T)结果大概率不合理,这是因为目前ORCA的DLPNO-CC处理开壳层体系是先做UHF计算,然后将其转化为UNO,UNO的轨道占据数都是小数/分数,比如LUNO轨道占据数是0.21,LUNO+1是0.14,随即ORCA将UNO的分数占据情况扔掉,强行设置为整数2/1/0,而轨道系数不变,这组轨道称为QRO,这可以看做一种近似,它要求UNO轨道中那些虚轨道的占据数全都非常接近0.0,才能将其全部近似为0。所以我们需要做UHF计算,检验UHF波函数稳定性,产生UNO轨道,看轨道占据数。二是看CASSCF自然轨道下 轨道占据数 的分布情况,类似地,如果在5个单占据轨道上方有轨道占据数接近1.0,说明体系有较强的多组态特征。若两个考察结果都说明体系有较强的多组态特征,那显然DLPNO-CCSD(T)无法提供合理结果,您需要使用多参考方法(如CASPT2/NEVPT2/MRCISD)才有可能获得合理结果作为DFT的参考值。

我们可以用MOKITautomr做一个自动的CASSCF/def-TZVP计算,Ti4Na.gjf文件内容如下
  1. %mem=160GB
  2. %nprocshared=64
  3. #p CASSCF/TZVP

  4. mokit{}

  5. 0 6
  6. Ti     0.82379414    1.00525641    1.57638681
  7. Ti     0.99603244    1.16296032   -0.94572558
  8. Ti    -1.13060870    0.47271912    0.23895914
  9. Ti     0.89390073   -1.03568274    0.07664776
  10. Na    -0.44045160   -0.98715710   -2.83264613
复制代码
提交任务,即运行
  1. automr Ti4Na.gjf >Ti4Na.out 2>&1
复制代码
程序会自动进行UHF计算,检验UHF波函数稳定性,产生UNO,随后进行轨道局域化、GVB计算,构造CASSCF初始轨道、自动确定活性空间大小。无需学习Molpro/OpenMolcas/ORCA等量化软件的多组态/多参考功能,只要会写gjf文件就可以自动地进行这类复杂计算。任务正常结束后,当前目录下有
Ti4Na_uhf_uno.fch,   Ti4Na_uhf_gvb19_CASSCF_NO.fch
文件,前者包含UNO,后者包含CASSCF自然轨道。可以直接用GaussView/Multiwfn打开fch文件,看到UNO轨道占据数(从第48号轨道开始)为
1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 0.764, 0.661, 0.358, ...
说明在5个单占据轨道之上还有2个占据数接近1.0的轨道,体系有很强的多组态特征。进一步地,我们还可以看CASSCF自然轨道占据数(从第48号轨道开始)
1.032, 1.006, 0.996, 0.995, 0.966, 0.685, 0.152, ...
与UNO占据数情况略有不同,在5个单占据轨道之上有1个占据数超过0.5的轨道,说明体系有较强的多组态特征。从两个角度看都说明DLPNO-CCSD(T)可能无法合理描述该体系,十分容易受到质疑。

另外,在automr输出文件Ti4Na.out中可以看到程序自动确定活性空间为CASSCF(15e,15o),这是不小的活性空间,结果应当具有一定的合理性;还有体系的未成对电子数
Head-Gordon's unpaired electrons(sum_n (n(2-n))^2  ):  6.976
该体系为六重态,有5个单电子,而未成对电子数比5还多1.976,侧面映证该体系有较强的多组态特征。还可以展示自然轨道形状说明未成对电子的分布情况,进行更详细的分析,不再列举。

如果不满足于上述定性分析,还想进行多参考方法NEVPT2计算,获得更准确的电子能量,无需从零开始,可读取上述收敛的CASSCF轨道续算,Ti4Na_1.gjf文件内容如下
  1. %mem=400GB
  2. %nprocshared=64
  3. #p NEVPT2/TZVP

  4. mokit{ist=5,readno='Ti4Na_uhf_gvb19_CASSCF_NO.fch'}
复制代码
提交任务,即运行
  1. automr Ti4Na_1.gjf >Ti4Na_1.out 2>&1
复制代码
这需要的内存就比较大了,应当到大机器上提交。
Teresa 发表于 Post on 2025-5-11 19:05:42
zjxitcc 发表于 2025-5-10 21:57
你的问题描述似乎是在说CCSD振幅迭代不收敛,然而你所展示的附件1.inp和1.out内容却没有体现出 CCSD振幅迭 ...

老师这个输出文件的第一部分是复合物AB,它确实没有收敛,我把迭代次数增加到200了。第二个任务是因为第一部分没收敛所以我给它停了没继续算
Teresa 发表于 Post on 2025-5-11 19:04:15
sobereva 发表于 2025-5-10 17:42
这体系静态相关可能强得一批,用CCSD(T)当reference都不够意思、可能会被审稿人质疑
如果直接推荐个泛函算 ...

那老师如果CCSD(T)做参考都不行,那该用什么方法呢。就目前计算的来看,r2SCAN并不是特别准确。主要是不做标准集的话,我感觉泛函的选择不具有一定的说服力
zjxitcc 发表于 Post on 2025-5-10 21:57:18
本帖最后由 zjxitcc 于 2025-5-10 21:58 编辑

你的问题描述似乎是在说CCSD振幅迭代不收敛,然而你所展示的附件1.inp和1.out内容却没有体现出 CCSD振幅迭代不收敛,而是3步重复类似的任务,并且第二个任务的SCF没算完,与你的描述无法直接对应上,令人困惑。如果你真的碰到了CCSD振幅迭代不收敛,(也)应该上传那个任务的输入、输出文件,或者在帖子中用文字说明。
sobereva 发表于 Post on 2025-5-10 17:42:53
这体系静态相关可能强得一批,用CCSD(T)当reference都不够意思、可能会被审稿人质疑
如果直接推荐个泛函算这个,我愿意优先推荐r2SCAN
Teresa 发表于 Post on 2025-5-10 14:41:17
wzkchem5 发表于 2025-5-10 14:10
mdci部分不能续算
既然已经算了cc-pVTZ,还是值得把cc-pVQZ也算出来,然后外推到CBS。这种小体系不至于cc- ...

这个体系虽然小,但是Ti还是挺重的,用cc-PVQZ基组mdci迭代一次就得两个多小时,所以我才想看能不能续算。后续我再试一试Lshift X吧。非常感谢老师。
wzkchem5 发表于 Post on 2025-5-10 14:10:17
mdci部分不能续算
既然已经算了cc-pVTZ,还是值得把cc-pVQZ也算出来,然后外推到CBS。这种小体系不至于cc-pVQZ算不动

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