cp2k跑分子动力学应该怎么分析结果？

zhangs

各位老师，我使用cp2k跑了一个分子动力学，不知道怎么分析结果，目前只能分析距离随时间变化，我想得到一些关于电荷/电子转移还有成键的相关信息，应该如何做？

sobereva

结合Multiwfn做波函数分析，有的是方法
Multiwfn支持的分析化学键的方法一览
http://sobereva.com/471（http://bbs.keinsci.com/thread-12488-1-1.html）
谈谈怎么考察、计算、分析化学体系的电子密度
http://sobereva.com/715（http://bbs.keinsci.com/thread-46380-1-1.html）

可以每隔一定帧数导出一个molden文件，按下文批量用multiwfn进行分析
详谈Multiwfn的命令行方式运行和批量运行的方法
http://sobereva.com/612（http://bbs.keinsci.com/thread-24929-1-1.html）
上面的文章里就有现成的分析ORCA做AIMD过程中电子结构变化的例子

ljh123

sobereva 发表于 2024-9-24 21:42
结合Multiwfn做波函数分析，有的是方法
Multiwfn支持的分析化学键的方法一览
http://sobereva.com/471（h ...

sob老师请问一下，我已经用CP2K跑完了AIMD，现在应该已经不能再每隔一定帧数导出一个molden文件了。那我该怎么获得multiwfn需要的输入文件呢？是把xyz轨迹文件里的每一帧坐标都拆成单一文件计算单点能获得波函数吗？这样的话计算量似乎有点高

sobereva

ljh123 发表于 2024-11-13 13:57
sob老师请问一下，我已经用CP2K跑完了AIMD，现在应该已经不能再每隔一定帧数导出一个molden文件了。那我 ...

是
没必要每步都产生，诸如可以每10帧产生一次

ljh123

sobereva 发表于 2024-11-13 23:40
是
没必要每步都产生，诸如可以每10帧产生一次

非常感谢sob老师非常细致认真的回答，总能解决我很多疑问。

Uus/pMeC6H4-/キ

sobereva 发表于 2024-11-13 23:40
是
没必要每步都产生，诸如可以每10帧产生一次

社长您好，我也在考虑利用之前您提到的REFTRAJ字段来这样重算部分MD轨迹，感觉似乎可以在重算中提高计算级别。比如一个KCl+100H2O构成的水溶液体系，我打算先在便宜的PBE-D3(BJ)/DZVP-MOLOPT-SR-GTH级别下用800 Ry截断能跑分子动力学，每5帧或10帧记录一个坐标的snapshot，然后在更贵的PBE0-D3(BJ)/TZVP-MOLOPT-PBE0-GTH级别下用稍高一些如1000 Ry截断能结合REFTRAJ重新计算每个snapshot的单点能和原子受力。坐标、单点能和原子受力是用于训练NNP的。

虽然高计算级别意味着时间加倍，但是保留用于高级别单点能计算的snapshot数量只有原先分子动力学的几分之一，如果估计同样计算资源（集群单个节点112核，单任务计算时长上限一周）单点能计算的总耗时和之前分子动力学模拟的总耗时相当的话还是可以接受的。请指点一下这个设计是否合理。

sobereva

Uus/pMeC6H4-/キ 发表于 2024-11-14 15:43
社长您好，我也在考虑利用之前您提到的REFTRAJ字段来这样重算部分MD轨迹，感觉似乎可以在重算中提高计算 ...

很合理
由于每一帧单独算单点+受力的时候没法像MD那样读取上一步收敛的波函数当初猜，所以应注意检查批量算单点+受力过程的SCF收敛情况

Uus/pMeC6H4-/キ

sobereva 发表于 2024-11-15 04:56
很合理
由于每一帧单独算单点+受力的时候没法像MD那样读取上一步收敛的波函数当初猜，所以应注意检查批 ...

波函数收敛的确很重要呢。

其实从已有的水溶液研究文献J. Phys. Chem. Lett. 2017, 8, 7, 1545–1551和Nature Chemistry 16, 1838–1844 (2024)来看，在CP2K中利用ADMM技术时计算级别甚至可达revPBE0-D3(BJ)方法结合TZV2P档次基组。不过还有几个小细节要确认一下是否正确：

1.我看到博文《CP2K做杂化泛函计算的关键要点和简单例子》写了PBE0泛函的定义方法，用了手册所述&PBE字段书写。我理解的revPBE0和revPBE的关系也类似于PBE0与PBE，revPBE0由75%的revPBE交换项+25%的HF交换项+100%的revPBE相关项（实与原PBE一致）构成，那么书写时只要加一行PARAMETRIZATION REVPBE就行。

2.在CP2K的data/BASIS_MOLOPT_UZH中有专为PBE0优化的TZV2P-MOLOPT-PBE0-GTH系列基组，但是用revPBE0时应该用回data/BASIS_MOLOPT_UCL里的TZV2P-MOLOPT(-SR)-GTH。（毕竟BASIS_MOLOPT_UZH没写原始文献）

3.上述JPCL论文采用的ADMM辅助基组是cpFIT3，但如今最好改成上述博文推荐的admm-tzp。

sobereva

Uus/pMeC6H4-/キ 发表于 2024-11-15 11:41
波函数收敛的确很重要呢。

其实从已有的水溶液研究文献J. Phys. Chem. Lett. 2017, 8, 7, 1545–1551 ...

1 或许正确，但我没具体了解过revPBE0。若无特殊必要用，还是建议用流行得多的PBE0

2 只要是杂化泛函，最好都用给PBE0优化的基组，原理上比用对纯泛函优化的基组更理想

3 对

Uus/pMeC6H4-/キ

sobereva 发表于 2024-11-15 11:48
1 或许正确，但我没具体了解过revPBE0。若无特殊必要用，还是建议用流行得多的PBE0

2 只要是杂化泛函 ...

用revPBE-D3做液态水体系AIMD的文章能看到好几篇（没准今年第一性原理泛函流行程度投票里面有因此投票给这个泛函的），感觉可能跟J. Phys. Chem. C 2014, 118, 50, 29401–29411比较若干泛函的结论有关：

It is found that, among these seven functionals, BLYP, BLYP-D2, and PBE-D3 functionals produce slower dynamics of spectral diffusion, while BLYP-D3, revPBE-D3, DRSLL-PBE, and DRSLL-optB88 functionals produce faster dynamics. The latter results are comparable to each other, and they are in good agreement with available experimental results.

想想也是，如果其他类型的体系也要低级别跑完MD后高级别重算单点能和受力，通用性更强的PBE0会更合适。