ELF盆分析程序TopMoD使用笔记

sobereva

TopMoD是Silvi等人写的历史比较悠久的用来做ELF盆分析的程序，原文是Computers & Chemistry 23 (1999) 597-604。以下是Sobereva当年用topmod程序时的笔记。注意，这些内容如今已经没有任何价值了，因为Multiwfn能做所有topmod能做的事，而且方便、快捷、灵活得多得多得多，且更为精确，这一点只要亲自尝试过必然深有体会。Topmod的功能只不过是Multiwfn的盆分析功能当中的很小子集罢了。Multiwfn这方面的使用方法见《使用Multiwfn做电子密度、ELF、静电势、密度差等函数的盆分析》（http://sobereva.com/179），以及Multiwfn手册4.17节的众多例子。盆分析的原理在手册3.20节也有很多介绍。

Topmod已经成为历史了，这个帖子只是给一些有特殊嗜好喜欢怀旧的人看的。






先去http://www.lct.jussieu.fr/pagesperso/silvi/silvi_english.html下载程序。
编译方法：将压缩包解压到某处，将ascent.f、assign_bas.f、basin.f里面的double precision rand取消注释。然后运行make all即可。建议用gcc/gfortran编译，即默认情况。

输入文件按照manual里的例子，写进文本文件里，比如input.txt，然后比如./top_grid < input.txt即可执行。
输入的wfn文件的标题行不能含/符号。标题行如果叫abc，那么后续生成的文件前缀都是abc

如果是从windows下生成的wfn文件，应当先dos2unix

top_grid是用来计算设定的格点上的函数值的。
top_bas用来确定每个格点的所属的盆，
top_sym是设定对称性的，不是必须要用的。
top_pop用来计算盆内布居数、方差等属性。
fast_pop和top_pop目的一样，只不过前者只输出盆体积和布居数而已，其它信息都不输出。
top_search：输入wfn文件（不需要其它文件），输入一个初猜，寻找ELF或者电子密度的临界点。0代表任何临界点，1代表只找(3,-3)，-1代表退出程序。
bas_to_bas：输入test_ebas.sbf这样的文件，修改其中记录的盆label。
bas to syn：输入test_ebas.sbf这样的文件，指认盆类型。
手册中提到的sbf_to_v5d和sbf_to_cube都不存在，不知为何。

实例：
对formamide.wfn进行分析（用交互的模式。也可以用重定向来输入）：
运行./top_grid （需要wfn，输出test_elf.sbf/test_rho.sbf）
formamide.wfn
y //每个点的ELF肯定输出。这个用来选择是否输出密度。
-7.267989 -7.200463 -5.000124 //盒子原点，a.u.。这是屏幕输出的推荐的值
15.890133 15.027147 10.000558 //盒子各方向长度，a.u.。这是屏幕输出的推荐的值
120 120 90 //盒子各个边的点数
然后会输出test_elf.sbf和test_rho.sbf，分别记录了每个点的ELF和电子密度值，都是单精度浮点、二进制文件。如果之前选了n，test_rho.sbf就不会输出。注意文件名中的ltwd是来自于.wfn文件中的title部分。

运行./top_bas （需要wfn、test_elf.sbf/test_rho.sbf，输出test_ebas.sbf/test_rbas.sbf）
elf //以格点上elf的数值对每个格子上所属吸引子进行指认。也可以用rho，就相当于获得AIM盆，此时必须有上一步得到的_rho.sbf文件。
formamide.wfn
1 //计算导数的精度，1就够了。0是不做近似。
y //也寻找核外部的壳层状的吸引子，或者说不把外部核壳层吸引子和内部吸引子融合。此时就输出了每个原子核（没有氢）对应的吸引子位置、壳层吸引子对应的半径，以及其它信息。
0 //自动搜索分子空间内所有的吸引子（似乎不依赖格点数据）。小于0则利用格点数据近似快速搜索吸引子。如果大于0，则输入的数值就是要手动输入的吸引子的数目。
y //对每个格点所属吸引子进行指认。相对耗时一些。进度显示中，spend前面是已经花费的时间，expected前面是估计需要花费的总时间，最后二者重合。
运行完毕会输出所有吸引子信息，如
1 2.052 -0.299 0.000 1.000 C(N) 235 235 0.43 5
2 -0.306 0.732 0.000 1.000 C(C) 455 455 0.84 5
3 -2.267 -0.463 0.000 1.000 C(O) 147 147 0.27 5
4 3.712 0.845 0.000 1.000 V(H1,N) 63400 31161 57.42 2
5 2.250 -2.301 0.000 1.000 V(H2,N) 63096 30924 56.98 2
...
其中2~4列是吸引子坐标，第5列是吸引子处ELF数值，倒数第二列是盆的体积。之后还会输出价层吸引子与核的距离，以及吸引子之间的角度。top_bas会输出三个文件：temp.bas是手动输入吸引子坐标时对应的输入文件，是文本文件；test_ebas.sbf是每个格点所属吸引子的列表，是二进制文件；separatrice.sbf意义不明，是文本文件。如果top_bas处理的是电子密度函数，则输出的是test_rbas.sbf。

运行./top_pop （需要wfn、test_elf.sbf/test_rho.sbf、test_ebas.sbf/test_rbas.sbf）
formamide.wfn
7 //积分精度到10^-7
0 0 //考虑所有ELF盆和AIM盆。如果为某个数x，则考虑x个盆，须手动输入对应的盆的标识
运算完毕后就会输出各个域内的各种积分值。还输出每个轨道对各个盆的布居数的贡献。还输出协方差矩阵，即费米穴两个电子分别在两个盆当中时的积分，一般只有对角线的值大，说明盆内费米穴积分大，定域性强；而非对角线相对较小，说明盆之间电子离域性弱。

yuhongyu

啥时候能处理VASP结果呢？那该多好啊。

Julien

Bonjour Professeur Sobereva,
Je cherchais depuis longtemps l'ancienne version du programme Topmod, et tout ce que j'ai trouvé c'est la nouvelle Topmod09, Je sais que Topmod est obsolète et que ses résultats ne sont pas fiables, à la place j 'utilise Multiwfn pour tous mes calculs, mais je veux juste cette version à des fins de test et voir le code original.
S'il vous plaît pourriez-vous partager avec moi cette version si vous en avez encore une copie ?


Merci

sobereva

Julien 发表于 2021-12-1 21:54
Bonjour Professeur Sobereva,
Je cherchais depuis longtemps l'ancienne version du programme Topmod,  ...

Please post using English

Julien

sobereva 发表于 2021-12-2 05:31
Please post using English

Please forgive me for my bad english, because I'am a french mother tongue, so I translated the post to english,
Hello Professor Sobereva,
I have been looking for the old version of the Topmod program for a long time, and all I found is the new Topmod09, I know Topmod is out of date and its results are unreliable, instead I use Multiwfn for all of my calculations, but just want this version for testing and see the original code.
Please could you share this version with me if you still have a copy?


Thank you

sobereva

Julien 发表于 2021-12-2 06:25
Please forgive me for my bad english, because I'am a french mother tongue, so I translated the pos ...

topmod.tar.gz (117.05 KB, 下载次数 Times of downloads: 6)

2021-12-2 06:40 上传 Uploaded

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Julien

sobereva 发表于 2021-12-2 06:40

Thank you very much Professor Sobereva