监测CP2K优化/过渡态搜索过程的小方法

Hedonism

采用CP2K进行结构优化和TS搜索时，时常对优化过程监测以判断优化是否正常进行是非常重要的，当计算出问题时应当及时杀掉避免浪费时间。

首先就是对力和位移的一个监控，采用 grep "Informations at step =" TS.log -A20 可以监测过渡态优化的过程，会直接在linux终端输出各步骤的收敛情况。
有时用DIMER搜索过渡态时会跑崩（位移突然变大），因此上述命令除了能看到当前步的收敛情况外，还可以方便看出哪一步跑崩了，提取跑崩前的结构重新跑。
也可以用VMD诊断结构变化，我通常是用Mouse-Label-Bonds功能选中关键的化学键距离，并在Graphics-Labels-Graph下观看，跑崩前后会出现键长的突变。

如果是结构优化的话，-A20需改为-A24

此外，过渡态搜索通常只需要监测某一根化学键的形成/断裂，也就是成键两个原子的距离，即可判断过渡态搜索过程是否正常，为了方便在linux命令行中直接监测，在此分享一个小脚本（OPT-D.sh）（本人水平实在有限，此脚本为AI编写，多次测试后结果无误），将这个脚本拷到任务运行的目录，并更改运行权限，通过 ./OPT-D.sh traj.xyz atom1 atom2 命令运行脚本，该脚本主要是计算优化过程每一帧中，atom1和atom2在笛卡尔坐标下的距离，即可得到优化过程的键长变化，当发现键长超出预期就可以杀掉任务，这个脚本同样可以用于AIMD过程轨迹文件。


水平有限，请各位不吝赐教

-------------------- 二次更新 --------------------

根据Uus/pMeC6H4-/キ老师的建议，CP2K有自带关键字MOTION/PRINT/STRUCTURE_DATA可以检测优化过程的结构信息（键长、键角、二面角）
监测键长、键角和二面角的方法分别为"DISTANCE atom1 atom2", "ANGLE atom1 atom2 atom3", "DIHEDRAL_ANGLE atom1 atom2 atom3 atom4"，本例测试监测两组键长和一个键角，输出到structure_data文件中

    &STRUCTURE_DATA
        DISTANCE  111  116
        DISTANCE  111  117
        ANGLE  111  117  110        
        FILENAME ./structure_data
    &END STRUCTURE_DATA


在当前目录就会生成一批structure_data-1_n.coordLog文件（n为优化步数），使用 grep "r(111,116)" $(ls *.coordLog | sort -V) 即可依次提取各帧中两原子间的矢量和笛卡尔距离（键角类似），信息更加丰富，不过这种方式的缺点在于不够灵活，每次需要单独定义需要监测的键长和键角，并且会生成大量的文件。


修改OPT-D.sh脚本输出信息中小数点的保留位数，进行测试与上述结果一致，不过需要注意的是OPT-D.sh的计数是从1开始，structure_data-1_n.coordLog的计数是从0开始

Uus/pMeC6H4-/キ

CP2K自带&MOTION/&PRINT/&STRUCTURE_DATA字段要求结构变化过程中输出指定原子间的键长键角等信息，完全用不着自己解析轨迹文件重新计算哦。

Hedonism

Uus/pMeC6H4-/キ 发表于 2026-3-27 21:35
CP2K自带&MOTION/&PRINT/&STRUCTURE_DATA字段要求结构变化过程中输出指定原子间的键长键角等信息，完全用不 ...

谢谢老师，已学习并更新