关于高斯中的分子动力学计算

helpme · 发表于 Post on 2015-4-22 14:31:01

高斯提供两种分子动力学计算的手段，ADMP和BOMD，ADMP计算量更小，精度号称和BOMD差不多。以下高斯手册上的原话：
This keyword requests a classical trajectory calculation using the Atom Centered Density Matrix Propagation molecular dynamics model. This method provides equivalent functionality to Born-Oppenheimer molecular dynamics (see the BOMD keyword) at considerably reduced computational cost.
因此，准备好好学一下ADMP。

我说说我学习中的疑问，希望大家多多讨论多多指教。

学习内容：用ADMP观察乙烷分子的内转动。

先用同样的方法基组，用一般高斯优化（或者单点能）计算的方法计算初始构型，得到一个chk文件，后续ADMP计算使用这个chk。
我先用opt优化了CH3-CH3分子的结构，得到test.chk文件。

下面是ADMP计算的输入文件。
-----------------------------------------------------------------------------------
ADMP的一个简单输入文件如下：
%chk=test.chk
%nproc=8
%mem=4000MB
#p b3lyp/6-31G(d) admp=(maxpoint=1000,NKE=100000) geom=allcheck guess=read

------------------------------------------------------------------------------------
主要参数：
StepSize=n 设置时间步长，默认1000（对应0.1 fs）；
Maxpoint默认值是50步，maxpoint与stepsize相乘，就是总的模拟时间了。
NKE设置初始原子核动能，默认值100000 microHartrees（对应0.1Ha）
DKE Set the initial density kinetic energy to N microHartrees，默认是0。（问题1：这个一般怎么设置）
(问题2. NKE和DKE的设置，是不是分子越大得设置得越多。因为分子大，则能量被分散了，局域越过能垒的能量就小了。）
还可以设置温度Temp等参数。
------------------------------------------------------------------------------------
输出文件：
ADMP第一步需要做一个完整的SCF过程，以后每一步都只做单步SCF计算（可以设置每步做完整的SCF计算，但计算量肯定要大很多了）。
第一步SCF计算的能量，与原来做opt的最后一步能量是一样的。

Gview里面显示每个Trajectory的多个性质，包括
各种能量：
Nuclear Kinetic Energy：第一个点的值就是设置的NKE，以后会变化。
Electronic Kinetic Energy：第一个点的值就是设置的DKE，以后会变化。
Potential Energy：就是计算得到的SCF Done能量。是势能面上分子的能量（不包含动能），是我们主要关注的能量。
Total Energy：上述三个能量的求和。
Gview还给出下面的数据，但是具体含义不清楚（问题3，这些数据的意义，有何作用）
Total angular momentum
Conservation of Alpha electrons
Average Alpha idempotency
RMS Alpha idempotency
Conservation of Beta electrons
Average Beta idempotency
RMS Beta idempotency
--------------------------------------------------------------------------------------

sobereva · 发表于 Post on 2015-4-22 14:47:08

DKE应该不用设，模拟中自发调节就好了。

NKE是那样

最后那些输出是监测ADMP模拟过程质量的，详细的可以看ADMP原文

helpme · 发表于 Post on 2015-4-22 15:51:25

谢谢回复！
NKE的设置，有没有个大致的量级呢？
比如像考虑有机分子的conformational rigidity，把NKE设置为分子的零点振动能左右是否合理？

lao7 · 发表于 Post on 2015-4-22 16:04:04

学习了谢谢

yangjunfeng · 发表于 Post on 2015-7-6 20:57:34

ADMP和BOMD，ADMP的计算到底有什么用？谢谢

sobereva · 发表于 Post on 2015-7-6 22:20:32

yangjunfeng 发表于 2015-7-6 20:57
ADMP和BOMD，ADMP的计算到底有什么用？谢谢

你google搜搜abinitio molecular dynamics看看相关资料就明白了。
主要从动态角度研究化学过程或体系性质。

whtu · 发表于 Post on 2017-11-27 10:48:26

sobereva 发表于 2015-4-22 14:47
DKE应该不用设，模拟中自发调节就好了。

NKE是那样

sob老师，我想请教一下，Gaussian里面的ADMP和BOMD做分子动力学计算是否也存在类似于Gromacs里面的在NVT或NPT系综下进行计算？如果有，那么它的关键词是哪个？

sobereva · 发表于 Post on 2017-11-27 11:16:11

whtu 发表于 2017-11-27 10:48
sob老师，我想请教一下，Gaussian里面的ADMP和BOMD做分子动力学计算是否也存在类似于Gromacs里面的在NVT ...

N,T你可以固定，但是P没法设置固定，本身Gaussian跑的也只是孤立的微观体系，没有P的概念（虽然PBC+BOMD也可以跑，但没法设置压力）

dansor1 · 发表于 Post on 2020-9-21 10:04:05

想向各位老师请教一下高斯做ADMP得到的结果主要从哪些方面进行分析？

sobereva · 发表于 Post on 2020-9-28 13:33:46

dansor1 发表于 2020-9-21 10:04
想向各位老师请教一下高斯做ADMP得到的结果主要从哪些方面进行分析？

轨迹、能量变化
如果你用ORCA跑BOMD形式的AIMD的话，还可以把每一步的gbw文件留下来，批量转成Molden文件后可以结合Multiwfn做波函数分析，对于了解动力学过程中的电子结构变化非常有意义，例如

具体做法详见
详谈Multiwfn的命令行方式运行和批量运行的方法
http://sobereva.com/612（http://bbs.keinsci.com/thread-24929-1-1.html）

dansor1 · 发表于 Post on 2020-9-29 09:13:27

sobereva 发表于 2020-9-28 13:33
轨迹、能量变化
如果你用ORCA跑BOMD形式的AIMD的话，还可以把每一步的gbw文件留下来，批量转成Molden文 ...

好的，谢谢老师解答

Marc0 · 发表于 Post on 2021-8-22 14:57:33

你好，我在Linux系统下的高斯尝试跑ADMP，结果总是报错。还请麻烦帮忙看看我的操作哪里有问题：

1. 进行一般分子构型优化，得到chk文件。

2. 将chk文件另存为.com格式。双击此.com文件，将最初的几行替换为以下，其他不变，保存。
%chk=xxx.chk
%nproc=8
%mem=4000MB
#p b3lyp/6-31G(d) admp=(maxpoint=1000,NKE=100000) geom=allcheck guess=read

3. Linux系统下 open terminal，找到.com文件路径后输入指令：g09 xxx.com xxx.out&

结果就报错 segmentation violation。
我是初学者，可能是某些基本操作不清楚导致报错，但实在想不通具体哪里的问题。还望不吝赐教。十分感谢！

hdhxx123 · 发表于 Post on 2021-8-22 15:04:30

Marc0 发表于 2021-8-22 14:57
你好，我在Linux系统下的高斯尝试跑ADMP，结果总是报错。还请麻烦帮忙看看我的操作哪里有问题：

1. 进行 ...

你上传个.com文件和报错的输出文件看看。
指令应该是

g09 xxx.com xxx.out &

复制代码

Marc0 · 发表于 Post on 2021-8-22 18:00:13

hdhxx123 发表于 2021-8-22 15:04
你上传个.com文件和报错的输出文件看看。
指令应该是

由于我这边是Linux系统，没有将Linux文件直接拖到windows的权限。
我把报错信息和com文件代码直接全文复制放上来，您先看一下。谢谢~

com 文件代码如下：

%chk=RRP2B09.chk
%nprocshared=5
%mem=10GB
#p b3lyp/6-31g(d) admp=(maxpoint=1000, NKE=100000) geom=allcheck guess=read

RP2B09 admp

0 1
C                0.24536042 -0.57241899 -0.74826619
C                1.64600301 -0.58174542 -0.79801233
C                2.36072621 0.61587649 -0.65999838
C                1.67458191 1.82381880 -0.47304835
C                0.27413744 1.83378108 -0.42058741
C                -0.44139102 0.63526431 -0.55285676
H                2.16980180 -1.50361860 -0.94202086
H                3.43004752 0.60839609 -0.69811258
H                2.22049936 2.73903794 -0.36995745
H                -0.24886214 2.75654550 -0.27864714
C                -0.54166714 -1.88683768 -0.91451861
C                -1.94284124 -1.87074676 -0.86697248
C                0.13926027 -3.09798548 -1.11711381
C                -2.66498091 -3.06056521 -1.03065234
H                -2.46217374 -0.94895403 -0.70716629
C                -0.58471008 -4.28883208 -1.27272790
C                -1.98579947 -4.26928404 -1.23211194
H                -3.73468486 -3.04573542 -1.00119201
H                -0.06769083 -5.21355053 -1.42251577
H                -2.53709059 -5.17810652 -1.35538891
N                -1.91152076 0.64457505 -0.48757037
C                -2.34097926 1.16032020 0.82120436
C                -2.57098552 2.53395772 0.98452410
C                -2.52074874 0.28734690 1.90261979
C                -2.98038602 3.03449779 2.22726585
H                -2.43411116 3.20117495 0.15916894
C                -2.92850669 0.78906085 3.14714736
H                -2.34675932 -0.76083049 1.77945259
C                -3.15885898 2.16222203 3.30887205
H                -3.15679932 4.08287067 2.35001521
H                -3.06394160 0.12373444 3.97388916
H                -3.47080402 2.54467857 4.25789087
C                -2.44927069 1.51136419 -1.54635715
C                -3.70075065 1.23236800 -2.11241775
C                -1.71144923 2.61676694 -1.98976310
C                -4.21546614 2.06009071 -3.11921433
H                -4.26370427 0.38674277 -1.77599646
C                -2.22625849 3.44516609 -2.99603687
H                -0.75506917 2.82841996 -1.55990185
C                -3.47876752 3.16789139 -3.55959168
H                -5.17097704 1.84615252 -3.55187051
H                -1.66274640 4.28936961 -3.33399896
H                -3.87320209 3.80159496 -4.32649567
N                1.61072885 -3.12174120 -1.17130138
C                2.05248743 -2.90152035 -2.55538191
C                2.23160341 -3.99648130 -3.41044261
C                2.29515610 -1.60152493 -3.02025871
C                2.64976640 -3.79321912 -4.73200450
H                2.04864174 -4.98881139 -3.05375793
C                2.71356405 -1.39845525 -4.34278445
H                2.16125089 -0.76467575 -2.36645144
C                2.89017833 -2.49417840 -5.19862529
H                2.78529028 -4.62958224 -5.38468881
H                2.89812735 -0.40681554 -4.69924637
H                3.20846086 -2.33877226 -6.20835026
C                2.10406293 -4.43060527 -0.71264564
C                3.03844302 -4.50599656 0.33091043
C                1.64128309 -5.60419664 -1.32240964
C                3.51430914 -5.75431020 0.75706569
H                3.38907741 -3.61121556 0.80132162
C                2.11720649 -6.85167919 -0.89607301
H                0.92451652 -5.54792212 -2.11484737
C                3.05540833 -6.92704392 0.14203643
H                4.22810011 -5.81150524 1.55152228
H                1.76422806 -7.74654884 -1.36372768
H                3.42133841 -7.87995603 0.46502144

1 2 1.5 6 1.5 11 1.0
2 3 1.5 7 1.0
3 4 1.5 8 1.0
4 5 1.5 9 1.0
5 6 1.5 10 1.0
6 21 1.0
7
8
9
10
11 12 1.5 13 1.5
12 14 1.5 15 1.0
13 16 1.5 44 1.0
14 17 1.5 18 1.0
15
16 17 1.5 19 1.0
17 20 1.0
18
19
20
21 22 1.0 33 1.0
22 23 1.5 24 1.5
23 25 1.5 26 1.0
24 27 1.5 28 1.0
25 29 1.5 30 1.0
26
27 29 1.5 31 1.0
28
29 32 1.0
30
31
32
33 34 1.5 35 1.5
34 36 1.5 37 1.0
35 38 1.5 39 1.0
36 40 1.5 41 1.0
37
38 40 1.5 42 1.0
39
40 43 1.0
41
42
43
44 45 1.0 56 1.0
45 46 1.5 47 1.5
46 48 1.5 49 1.0
47 50 1.5 51 1.0
48 52 1.5 53 1.0
49
50 52 1.5 54 1.0
51
52 55 1.0
53
54
55
56 57 1.5 58 1.5
57 59 1.5 60 1.0
58 61 1.5 62 1.0
59 63 1.5 64 1.0
60
61 63 1.5 65 1.0
62
63 66 1.0
64
65
66

报错信息如下：
[1] 424021
[RD2@localhost 2021062801-RP2B09]$ Error: segmentation violation
rax 0000000000000000, rbx 00000000009d0e30, rcx ffffffffffffffff
rdx 0000000000067856, rsp 00007ffc8ad958e8, rbp 00007ffc8ad95910
rsi 000000000000000b, rdi 0000000000067856, r8  00002b5670e731a0
r9  0000000000000000, r10 00007ffc8ad95670, r11 0000000000000206
r12 00007ffc8ad95b40, r13 00007ffc8ad99b68, r14 00007ffc8ad99b70
r15 00000000060c62a0
  /lib64/libpthread.so.0() [0x337a60f7e0]
  /lib64/libc.so.6(kill+0x7) [0x337a232777]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x45bfe7]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x48d660]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x474ce3]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x40d248]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x40a73f]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x405f0f]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x4037b0]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x4036ed]
  /lib64/libc.so.6(__libc_start_main+0xfd) [0x337a21ed1d]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x4035e9]

hdhxx123 · 发表于 Post on 2021-8-22 18:57:42

本帖最后由 hdhxx123 于 2021-8-22 19:07 编辑

Marc0 发表于 2021-8-22 18:00
由于我这边是Linux系统，没有将Linux文件直接拖到windows的权限。
我把报错信息和com文件代码直接全文复 ...

geom=allcheck的用法是，先确认你写的chk文件里有坐标信息，然后用这个关键词的同时需要将坐标和标题（也就是

RP2B09 admp

）一起删掉.鉴于你没有写geom=connectivity，可以把坐标后面的所有数字删去。
删完后建议在后面多加几个空行

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[Gaussian/gview] 关于高斯中的分子动力学计算

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