CP2K结构优化监控小脚本

ma455173220 · 发表于 Post on 2022-4-9 06:14:17

本帖最后由 ma455173220 于 2025-3-3 10:34 编辑

去年由Multiwfn入门CP2K，目前还是个菜鸟一枚。被CP2K的速度和超多功能所惊艳，但是发现GEO_OPT和CELL_OPT不太容易监控，所以参考VASP的grad脚本，自写了个Python脚本，欢迎大家使用。PS：本人也是个Python菜鸟，脚本肯定会有很多不足之处，大佬们可自行优化使用。
脚本使用方法： python3 cp2k-output-analyse.py cp2k.out （注意这里不一定非是cp2k.out，也可以是你的自命名，只要是*.out结尾即可）。脚本输出结果：在当前目录下生成cp2k__data.csv文件。
输出文件说明：第一列为当前结构优化步数（若该行前方有"xx"字样，则表示该结构优化能量上升而非下降，如图一），第二列为结构能量，第三列为结构优化所用SCF步数（若该列前方有"!"符号，则表示该结构优化已达所设最大SCF步数但是SCF并没有达到收敛标准，如图二），第四到第七列为结构优化收敛参数（若为四个"YES"，则表示结构优化达到收敛标准），最后一列为结构优化用时。
脚本附加功能：也可画出能量vs.步数图，便于监控能量收敛情况，如图三（Again：Python菜鸟一枚，大家自行优化）。
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28/07/2023小小更新一下，可以获取GEOMETRY OPTIMIZATION COMPLETED的最终能量，虽说和最后一步结构优化的能量相差不多，但是还是用这个最好了

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12/04/2024：小小更新一下，加了一列Delta E能量差的数据，并改了一下输出格式，现在输出格式大概是这个样子(注：STEP 3前面的"x"是我手动改的cp2k.out仅仅为了展示下功能，正常来讲带"x"是说明这一步的能量升高了而非降低了)：

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25/11/2024：经提示，发现最新版的cp2k输出格式和之前变化较大，导致脚本无法正常运行，因此借这个机会全面重写了一下脚本，目前应该适配最新版cp2k了。这次并没有统计每步结构优化（离子步）中所消耗的SCF步数，因为不同的SCF算法以及不同的结构优化算法导致SCF的输出格式多种多样，统计起来蛮麻烦而且也没特别大的必要。所以这次只是用YES和NO来分别代表当前离子步中SCF是否收敛，若为『！NO』，则表示SCF达到了最大步数MAX_SCF而并未收敛到EPS_SCF。若连续多次出现未收敛情况则需要引起注意，因为优化的结构可能是错的。精力有限，只对BFGS和L-BFGS做了测试，CG我用的不多，所以并未测试，如果有发现脚本运行出错的情况可以连带着输出文件发给我，我有时间可以对脚本进一步优化。新版输出文件样式如下：

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03/03/2025：小小更新了一下，cp2k v2025.1又改输出格式了...不过是小改，但是我没做全面测试，如果使用时有问题在帖子里留言即可。

ma455173220 · 发表于 Post on 2024-11-25 11:28:49

阿宁发表于 2024-11-17 11:09
老师您好，感谢分享！我对结构优化完成后输出的cp2k.out使用脚本时出现以下报错，求教该如何解决。
[qxn@M ...

我更新了下脚本，现在应该可以正常使用了

ma455173220 · 发表于 Post on 2024-11-18 06:46:43

阿宁发表于 2024-11-17 11:09
老师您好，感谢分享！我对结构优化完成后输出的cp2k.out使用脚本时出现以下报错，求教该如何解决。
[qxn@M ...

看着好像是最新版的CP2K的输出格式改了？我还没有用过2024.3，有时间我修改一下。之前的版本都是通过'Informations at step'来定位每步的优化信息的，我看了一下你的输出文件格式完全不一样了，我有时间优化一下。如果你自己会python的话，建议你可以自己优化一下82-117行的内容。

阿宁 · 发表于 Post on 2024-11-17 11:09:34

老师您好，感谢分享！我对结构优化完成后输出的cp2k.out使用脚本时出现以下报错，求教该如何解决。
[qxn@Master 1.5]$ python3.9 cp2k-output-analyse.py cp2k.out
=======================================
In process...
...
=======================================
Do you want to plot cycle vs. energy?
(y/n)
y
Traceback (most recent call last):
  File "/home/qxn/cp001/interval/1.5/cp2k-output-analyse.py", line 248, in <module>
main()
  File "/home/qxn/cp001/interval/1.5/cp2k-output-analyse.py", line 241, in main
plot_cycle_vs_energy(output_file.split('.out')[0] + "__data.csv")
  File "/home/qxn/cp001/interval/1.5/cp2k-output-analyse.py", line 207, in plot_cycle_vs_energy
x.append(x[-1] + 1)
IndexError: list index out of range

CohenTang · 发表于 Post on 2024-11-9 16:59:19

大佬您好，我使用了这个脚本，但是输出的csv文件没有具体的收敛步数信息，是怎么回事？我用的OT，开启了outer scf，目前Optimization step 为25.
# Job Starting Date: 2024-11-09 13:51:50.798
# Total used time: 0:00:00
# Directory: /root/CP2K calculation/Meiyuanlin/RuCu-cluster
# RUN_TYPE: GEO_OPT
# EPS_SCF: 2.00E-05
# MAX_SCF: 50
# SCF_OPTIMIZER: OT
# OUTER_SCF: TRUE
# GEO_OPTIMIZER: BFGS
# STEP | SCF | E [a.u.] | Delta E | M_D(0.003) | R_D(0.0015) | M_F(0.00045) | R_F(0.0003) | TIME [s]
# Done!

heyapeng · 发表于 Post on 2024-6-18 13:35:34

支持，点赞

936039846 · 发表于 Post on 2024-6-17 09:47:41

ma455173220 发表于 2024-6-11 16:59
分享你一个我自己改写过的吧

好滴好滴，谢谢大侠

ma455173220 · 发表于 Post on 2024-6-11 16:59:58

936039846 发表于 2024-6-11 15:01
我也没找到，如果大侠找到啦可不可以发我一份

分享你一个我自己改写过的吧

936039846 · 发表于 Post on 2024-6-11 15:01:32

ma455173220 发表于 2024-6-8 19:05
VASP有个grad脚本吧，我当初就是参照那个的，但是找不到了...

我也没找到，如果大侠找到啦可不可以发我一份

ma455173220 · 发表于 Post on 2024-6-8 19:05:00

936039846 发表于 2024-6-4 10:30
有没有vasp的

VASP有个grad脚本吧，我当初就是参照那个的，但是找不到了...

936039846 · 发表于 Post on 2024-6-4 10:30:26

有没有vasp的

LittlePupil · 发表于 Post on 2024-5-21 23:09:09

本帖最后由 LittlePupil 于 2024-5-21 23:28 编辑

ma455173220 发表于 2024-5-14 08:10
小小更新了一下，感觉之前的lines.index(line)好像应该是个BUG，虽然我不清楚为啥没出错，但是以防万一加了 ...

不算bug, 但这么写逻辑确实有问题，如果中断后重跑的输出重定向到了和中断前相同的文件中，则由于index方法会返回第一个找到的索引，最后读到的还是中断前的“step x”的结果，现在改过后就不会有这个问题了。

fuzanhui · 发表于 Post on 2024-5-19 10:08:25

ma455173220 发表于 2024-5-16 16:39
错误的原因是你的这个out文件还没有完成一步结构优化的收敛，MAX_D这个变量是在CP2K完成了一步结构优化收 ...

可以了，非常感谢老师指导！感谢

ma455173220 · 发表于 Post on 2024-5-16 16:39:32

fuzanhui 发表于 2024-5-15 09:43
上面为.out文件，不知道为什么不能上传，所以改了一下后缀
运行报错
In process...

错误的原因是你的这个out文件还没有完成一步结构优化的收敛，MAX_D这个变量是在CP2K完成了一步结构优化收敛后在Information那部分由『Conv. limit for step size』定义的。所以当你的output的SCF还没有收敛成功，结构优化还没有开始运行前，是无法获取MAX_D这个变量，我在cp2k.out前面找了找没找到相应的参数，所以只能在这里才定义了。不过我更新了一下脚本，在脚本遍历文件前先给MAX_D定义了一个默认参数，这样不至于报错了。你可以下载下新脚本试试。

fuzanhui · 发表于 Post on 2024-5-15 09:43:50

ma455173220 发表于 2024-5-14 08:10
小小更新了一下，感觉之前的lines.index(line)好像应该是个BUG，虽然我不清楚为啥没出错，但是以防万一加了 ...

1.ou (2.39 MB, 下载次数 Times of downloads: 1)
上面为.out文件，不知道为什么不能上传，所以改了一下后缀
运行报错
In process...
...
Traceback (most recent call last):
  File "cp2k-output-analyse.py", line 244, in <module>
main()
  File "cp2k-output-analyse.py", line 228, in main
process_output_file(output_file)
  File "cp2k-output-analyse.py", line 182, in process_output_file
+ "\n" + contents)
UnboundLocalError: local variable 'MAX_D' referenced before assignment

能否请老师帮忙看一下是什么问题？谢谢

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