cp2k跑Au-H2O界面的AIMD，每个电子步需要50s，如何缩短时间？求助

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各位老师好，我在使用cp2k的MD模块计算Au-H2O体系（324原子），用的一个节点40核，收敛速度特别慢，电子步耗时50s左右，导致每个离子步所需时长在2000-25000s，十分离谱，推测是inp文件的问题，在此向各位老师请教。
Au-H2O体系，27*4层=108个Au，72个H2O，15*15*30晶胞。手册注明金属使用OT的收敛性能不好，因此使用的是Diag算法，MAX_SCF=500，EPS_SCF=1.0E-5, CUTOFF=350. 尝试过增加温度，减少EPS_SCF，降低CUT_OFF，但效果都不明显。归根结底在于每个电子步耗时特别久，我查看案例中的练习，电子步都是在几秒，推测是inp文件参数设置的问题。
以下附上ener、out、inp。

每个离子步需要几千秒到几万秒不等，ener文件的输出结果如下：

1. Step Nr.          Time[fs]            Kin.[a.u.]             Temp[K]                Pot.[a.u.]                Cons Qty[a.u.]           UsedTime[s]
   
2.          8            8.000000         2.345523365      1835.580705812     -4827.527272277     -4825.179804941     23727.570558314
   
3.          9            9.000000         2.269288484      1775.920128989     -4827.449461709     -4825.177915907      3444.754954992
   
4.         10           10.000000         2.309229202      1807.177293977     -4827.465986876     -4825.154166628      2645.442469935

复制代码

out文件过大，截取了第一离子步和最后离子步的片段。第一个离子步的最后几步结果（第4列为电子步耗时）：

1.    499 Broy./Diag. 0.10E+00   36.1      0.00041649     -4825.1627862299 -1.20E-02
   
2.    500 Broy./Diag. 0.10E+00   36.5      0.00059108     -4825.1588021251  3.98E-03
   
3. Leaving inner SCF loop after reaching   500 steps.
   

复制代码

最后离子步的最后几步输出结果（第4列为电子步耗时）：

1.     52 Broy./Diag. 0.10E+00    40.1    0.00001378     -4828.0949251913 -3.89E-04
   
2.     53 Broy./Diag. 0.10E+00    40.1    0.00000973     -4828.0948573874  6.78E-05
   
3. *** SCF run converged in    53 steps ***

复制代码

inp文件发出来就被吞掉，所以只能发附件啦

sobereva

inp文件传完整，里面include的文件都没提供，别人都不知道你的体系长什么样子

gog

sobereva 发表于 2022-10-19 00:51
inp文件传完整，里面include的文件都没提供，别人都不知道你的体系长什么样子

一般不提供自己的结构设计。

Eudaimonia

1.这个体系为啥要开UKS
2.为啥要加这么多空轨道，按我之前的经验ADDED_MOS给100足够足够这个体系用了
3.&Mixing部分可以再测试一下参数，怀疑ALPHA和NBROYDEN都略低
4.大体系可以考虑用OT

最后，强烈建议使用Multiwfn生成输入文件

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sobereva 发表于 2022-10-19 00:51
inp文件传完整，里面include的文件都没提供，别人都不知道你的体系长什么样子

@gog 感谢两位老师的回复，我是对文章的重复，倒也不算啥机密，结构文件我已经重新编辑帖子传上去了。麻烦两位老师看一下

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Eudaimonia 发表于 2022-10-19 09:17
1.这个体系为啥要开UKS
2.为啥要加这么多空轨道，按我之前的经验ADDED_MOS给100足够足够这个体系用了
3.& ...

感谢老师的答疑，下面是我对您回复的理解和我的疑问，可能问题比较小白，请您理解~
第一个问题，我对UKS的理解是，当体系中会发生电子转移时，需要开窍层计算。本计算的体系H2O在Au界面会发生解离，所以我设置的是”UKS T“。不知我的理解是否有误？
第二个问题，请问体系的空轨道是怎么计算的呀？我的理解是每个原子都会有空轨道，所以设置的比较大，请老师指教。
第三个问题，是要把ALPHA和NBROYDEN的值，往高了调试吗？
第四个问题，导体体系可以使用OT算法吗？手册上不是注明OT对导体的收敛性很差，而且误差也大吗？这种误差是被允许的吗？

sobereva

gog 发表于 2022-10-19 09:13
一般不提供自己的结构设计。

提供结构极其重要，哪怕只是部分信息。很多情况SCF难收敛都是提问者结构离谱所致，没有这个信息在很多情况下都是白讨论，提了一堆建议却没一个有针对性的

sobereva

新建文件夹 发表于 2022-10-19 13:51
感谢老师的答疑，下面是我对您回复的理解和我的疑问，可能问题比较小白，请您理解~
第一个问 ...

是开壳层，不是开窍层
用不用UKS和是否有电子转移没直接关系。alpha和beta不严格匹配时才需要用UKS考虑自旋极化。用UKS比闭壳层计算耗时高得多。

ADDED_MOS可以比如从20逐渐往上加，一次加比如20，加到不再提示空轨道数目不够为止。空轨道算得越多，SCF每一步越花时间。

下文产生CP2K输入文件功能里默认的ALPHA和NBROYDEN对于大多数情况就已经是最合适的，难收敛的时候再进一步调整。
使用Multiwfn非常便利地创建CP2K程序的输入文件
http://sobereva.com/587（http://bbs.keinsci.com/thread-21668-1-1.html）

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sobereva 发表于 2022-10-19 18:02
是开壳层，不是开窍层
用不用UKS和是否有电子转移没直接关系。alpha和beta不严格匹配时才需要用UKS考虑 ...

感谢sob老师，我接下来按照您的建议试着运行一下，出结果给您回复。十分感谢

ChemG

sobereva 发表于 2022-10-19 18:02
是开壳层，不是开窍层
用不用UKS和是否有电子转移没直接关系。alpha和beta不严格匹配时才需要用UKS考虑 ...

请问社长，有几个动力学方面的小问题想请教：
1. 楼主这样的固液界面模型有哪些建立方法？我的方法是根据水的密度（1 g/mL）、盒子的体积算出填充满盒子需要的水分子数量，再通过MS建立的，这样计算水分子数目的方法合理吗？
2. 让水分子完全填充真空层会更好吗？另外存在一个水/真空层界面总觉得有些难考虑。

sobereva

ChemG 发表于 2022-10-29 16:01
请问社长，有几个动力学方面的小问题想请教：
1. 楼主这样的固液界面模型有哪些建立方法？我的方法是根 ...

1 可以。如果用控压，也不用去纠结盒子尺寸、填充多少，密度会自发调节

做NVT按照水的密度根据真空区体积去估计填充的量，其实不好严格控制，因为真空区分界面的划分位置不唯一，而且界面和水可能有显著的相互作用，甚至可能形成化学键等

2 盒子越大，耗时越高，因此如果有大量真空层，相当于浪费计算量。如果你要用NVT，但不好确定填充多少合适，那么稍微留出点真空区（或者填的水的数目别太顶着头）或许更保险，至少不会因为水填得过多导致模拟的其实是高压状态。如果用NPT就无所谓了，盒子自发会调节合适。

asd9998876

ChemG 发表于 2022-10-29 16:01
请问社长，有几个动力学方面的小问题想请教：
1. 楼主这样的固液界面模型有哪些建立方法？我的方法是根 ...

实际上建立的水盒子密度要稍微大于1g/ml，因为界面吸附处的水分子密度会明显高于体相水，如果水盒子建立的模型是1g/ml，那么弛豫一段时间之后，体相水的密度就不达标了

ChemG

sobereva 发表于 2022-10-30 05:57
1 可以。如果用控压，也不用去纠结盒子尺寸、填充多少，密度会自发调节

做NVT按照水的密度根据真空区 ...

谢谢社长，初次接触动力学有些疑惑，社长一解答就豁然开朗了

ChemG

asd9998876 发表于 2022-10-30 15:57
实际上建立的水盒子密度要稍微大于1g/ml，因为界面吸附处的水分子密度会明显高于体相水，如果水盒子建立 ...

确实是，初次接触动力学感觉想的有点简答了，就像社长说的表面没准儿会成键，还是使用NPT方放好一些