ORCA中解决SCF不收敛问题的关键字

liyuanhe211 · 发表于 Post on 2016-11-29 10:35:13

本帖最后由 liyuanhe211 于 2017-7-26 21:56 编辑

大概按照下文做了类似程序间翻译的工作：

解决SCF不收敛问题的方法（http://sobereva.com/61）

总结了ORCA中可使用的关键字，具体含义、原理、使用情况和注意事项请阅读原文。并请注意原文提到的与关键词无关的问题，诸如几何结构、电荷、多重度设定不合理等问题仍应该检查。

一个需要强调的是，ORCA 3.0.3中相当于自带高斯中的 iop(5/13=1)，即使SCF不收敛，也会继续进行后续计算（如post-HF和双杂化），只会给出一个 warning 且不在文件最后。文件末尾仍然是ORCA TERMINATED NORMALLY。这很危险。这导致：（1）需要在计算结束后确认SCF收敛性；（2）对较长的post-HF和双杂化计算中，需要在post-HF计算步骤之前监测SCF收敛性，如果没有收敛及时终止。ORCA 4.0.0 及以后版本中增加了一个关键词为SCFConvForced，可以在SCF不收敛时终止计算，但仍不是默认，建议在所有计算中加上此选项。

下文中Gaussian和ORCA两栏分别是左右对应的两个程序的关键词，Note是说明。下文为个人理解，如有错误烦请务必指出改正。本文限于ORCA 3.0.3 版本，ORCA 4.0.0 之后稍有变化但不多，注意查看手册即可。

ORCA-SCF convergence issue.pdf (156.56 KB, 下载次数 Times of downloads: 1002)

个人建议遇到SCF不收敛，若已算完的其他任务不多/不太耗时，且体系是“比较正常”的体系，首先考虑升格点到 !Grid5 FinalGrid6水平。或者默认即带着 !Grid5 FinalGrid6 算。目前遇到的ORCA SCF不收敛大多与此有关。

chenjhust · 发表于 Post on 2024-3-7 19:36:33

zjxitcc 发表于 2024-3-7 19:07
wzkchem5老师已经给你解释过了，主要是格点差异。我补充一条，fch2mkl小程序产生的inp文件中含有基组数据 ...

好的，谢谢老师们

zjxitcc · 发表于 Post on 2024-3-7 19:07:53

本帖最后由 zjxitcc 于 2024-3-7 19:26 编辑

chenjhust 发表于 2024-3-7 18:14
谢谢老师，用了您的方法后确实很快就收敛了，现在有个问题
我很多结果是用这个指令算的

wzkchem5老师已经给你解释过了，主要是格点差异。我补充一条，fch2mkl小程序产生的inp文件中含有基组数据（数据量很大，没有在帖子里展示出来，你在自己电脑上打开inp文件便可看到）。而gjf文件用的基组名称就是def2TZVPP，传过来的基组数据就代表def2TZVPP，从而不需要在这一行写def2-TZVPP基组名称，这不同于你以前的计算。

wzkchem5 · 发表于 Post on 2024-3-7 18:31:18

chenjhust 发表于 2024-3-7 11:14
谢谢老师，用了您的方法后确实很快就收敛了，现在有个问题
我很多结果是用这个指令算的

后一种写法漏写了def2-TZVPP，得先把这个补上。
之后两种写法唯一的区别就是格点大小了，为了结果可比，格点必须统一。zjxitcc说的grid5 gridx5只是举个例子，如果你其他计算都是用grid4 gridx4算的，这里自然要改成grid4 gridx4。

chenjhust · 发表于 Post on 2024-3-7 18:14:55

zjxitcc 发表于 2024-3-7 17:42
老铁不要短时间内立即重复提问http://bbs.keinsci.com/forum.php ... 283756&fromuid=2632

解决办法不 ...

谢谢老师，用了您的方法后确实很快就收敛了，现在有个问题
我很多结果是用这个指令算的

! PWPB95 D3 def2-TZVPP def2/J def2-TZVPP/C RIJCOSX grid4 gridx4 tightSCF noautostart miniprint nopop

复制代码

换成您推荐的这个，前面的需要重新算吗？

! UKS TightSCF RIJCOSX grid5 gridx5 def2/J def2-TZVPP/C PWPB95 D3

复制代码

这二者有差异吗？

zjxitcc · 发表于 Post on 2024-3-7 17:42:25

本帖最后由 zjxitcc 于 2024-3-12 09:59 编辑

chenjhust 发表于 2024-3-7 17:15
请问在高斯09用b3lyp/6-311g(d,p)优化好的初始结构，经过multiwfn转化成ORCA（ORCA4.2.1）的输入文件计算更 ...

老铁不要短时间内立即重复提问http://bbs.keinsci.com/forum.php ... 283756&fromuid=2632

解决办法不唯一，你可以尝试他人的建议，我提供我认为最好的建议：不需要试kdiis、调整积分精度、slowconv、加大SCF迭代步数上限这些。写一个gjf文件，这里以水分子为例

%chk=h2o.chk
%mem=10GB
%nprocshared=4
#p UPW91B95/def2TZVPP nosymm int(nobasistransform) IOp(3/76=1000005000,3/77=0000005000,3/78=0731007310)
title
0 3
O 0.000000 0.000000 0.062007
H 0.000000 -0.783976 -0.492052
H 0.000000 0.783976 -0.492052

复制代码

内存和核数根据自己机器情况修改。提交Gaussian任务，获得chk文件。运行

formchk h2o.chk h2o.fch
fch2mkl h2o.fch
orca_2mkl h2o_o -gbw

复制代码

获得h2o_o.inp和h2o_o.gbw文件。打开inp文件将前3行改成目标计算，例如

%pal nprocs 4 end
%maxcore 2500
! UKS TightSCF RIJCOSX grid5 gridx5 def2/J def2-TZVPP/C RI-PWPB95 D3

复制代码

然后提交给ORCA算，会自动从gbw文件中读取轨道，SCF迅速收敛，进入双杂化计算部分。如果使用ORCA 5，将grid5 gridx5换成defgrid3。

ionexchangeC · 发表于 Post on 2024-3-7 17:18:41

本帖最后由 ionexchangeC 于 2024-3-7 17:19 编辑

chenjhust 发表于 2024-3-7 17:15
请问在高斯09用b3lyp/6-311g(d,p)优化好的初始结构，经过multiwfn转化成ORCA（ORCA4.2.1）的输入文件计算更 ...

换用ORCA5，默认设置会使用TRAH辅助收敛
如果还不行并且TRAH步没有收敛趋势，那尝试使用noTRAH和slowconv关键词，并加大SCF迭代步数上限

chenjhust · 发表于 Post on 2024-3-7 17:15:54

请问在高斯09用b3lyp/6-311g(d,p)优化好的初始结构，经过multiwfn转化成ORCA（ORCA4.2.1）的输入文件计算更高精度的单点能时老是出现SCF不收敛的问题
，试过kdiis，调整积分精度都无法解决，请问有什么好的建议吗？

413 · 发表于 Post on 2023-10-11 20:07:56

大佬有没有时间输出一波这个table里面新版本的orca的命令？

youxx189 · 发表于 Post on 2022-12-17 22:34:47

zjxitcc 发表于 2022-12-17 14:13
在高斯中用同样的泛函和基组算单点（加关键词nosymm int=nobasistransform），算完获得chk或fch文件，例 ...

非常感谢您详细的解答！

zjxitcc · 发表于 Post on 2022-12-17 14:13:35

本帖最后由 zjxitcc 于 2022-12-17 14:14 编辑

youxx189 发表于 2022-12-17 13:22
您好请教一下怎样实现高斯算好的轨道传到orca啊

在高斯中用同样的泛函和基组算单点（加关键词nosymm int=nobasistransform），算完获得chk或fch文件，例如叫h2o.fch，执行

fch2mkl h2o.fch

复制代码

生成两个文件h2o_o.mkl和h2o_o.inp，内含坐标、基组和轨道信息。你只需打开h2o_o.inp文件加上你要的泛函、其他你想要的关键词。执行

orca_2mkl h2o_o -gbw

复制代码

生成ORCA波函数文件h2o_o.gbw。提交h2o_o.inp给ORCA，SCF 1圈收敛。fch2mkl小程序是开源的，见https://gitlab.com/jxzou/mokit

youxx189 · 发表于 Post on 2022-12-17 13:22:40

zjxitcc 发表于 2021-9-30 16:04
如果你收敛有困难（包括成功收敛需要很多圈），一定要检验波函数稳定性，此时电子结构复杂，可能辛辛苦 ...

您好请教一下怎样实现高斯算好的轨道传到orca啊

wzkchem5 · 发表于 Post on 2021-9-30 16:38:49

Freeman 发表于 2021-9-30 09:00
现在ORCA5推出了TRAH-SCF，声称绝对（always）可以收敛。不过亲测特别特别慢，看图

准确来说，是在没有数值噪音问题的情况下，数学上保证可以收敛。如果格点不够大或者积分精度不够高，不排除即便TRAH也不收敛。可以类比高斯的scf=qc，也是牺牲了迭代次数换取收敛概率。但和scf=qc容易收敛到不稳定解不同，用TRAH收敛到不稳定解的概率反而比不用TRAH低。

zjxitcc · 发表于 Post on 2021-9-30 16:04:23

本帖最后由 zjxitcc 于 2021-9-30 16:05 编辑

Freeman 发表于 2021-9-30 16:00
现在ORCA5推出了TRAH-SCF，声称绝对（always）可以收敛。不过亲测特别特别慢，看图

如果你收敛有困难（包括成功收敛需要很多圈），一定要检验波函数稳定性，此时电子结构复杂，可能辛辛苦苦得到的也未必是稳定波函数，还要再优化波函数。

PS：你图中的情况，还不如直接用高斯算完了传轨道给ORCA来得快。

Freeman · 发表于 Post on 2021-9-30 16:00:00

现在ORCA5推出了TRAH-SCF，声称绝对（always）可以收敛。不过亲测特别特别慢，看图

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