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[ORCA] orca 4.1发布了

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发表于 2018-12-13 17:37:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
不过目前好像还没有提供下载地址
https://orcaforum.kofo.mpg.de/

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发表于 2018-12-13 17:42:55 | 显示全部楼层
这次的更新很多啊,Frank 太得劲了

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公社社长

发表于 2018-12-13 17:45:13 | 显示全部楼层
从4.0.1.2到4.1,取得了瞩目的进展。比G09->G16的提升大得多得多

a. SCF/DFT
◦ B97M-V, wB97M-V, wB97X-V plus various D3 variants of B97 functionals
◦ Simple input keywords for DSD-BLYP, DSD-PBEP86, and DSD-PBEB95
◦ CPCM analytic Hessian
◦ DLPNO-double hybrid DFT including gradient
◦ SymRelax option in %method

b. Semiempirical methods ◦ XTB method of Grimme et al.

c. Coupled cluster
◦ Iterative solution of the full (T) equations for DLPNO-CCSD(T)
◦ Open shell DLPNO-CCSD density and spin density matrices
◦ Full DLPNO-MP2 gradient
◦ CIM (Cluster in molecules) Implementation with MP2, CCSD(T), DLPNO-MP2 and DLPNO-CCSD(T)
◦ IP and EA coupled cluster methods and their DLPNO variants
◦ STEOM-CCSD for open shells
◦ SOC between bt-PNO-STEOM and STEOM states
◦ Improved Multilevel implementation including multilevel DLPNO-IP
◦ F12-Triples scaling for RHF canonical CCSD(T) based on the CCSD/ CCSD-F12 ratio

d. Multireference
◦ New CASSCF SuperCIPT converger is reliable and efficient.
◦ New options for final orbitals to find partner orbitals for the chosen active space e.g. bonding / anti-bonding partners.
◦ MC-RPA (Multiconfigurational random phase approximation)
◦ AO driven integral direct for calculations on larger molecules
◦ Fock matrix -> conventional, direct, RIJ/COSX
◦ MPI parallel
◦ NTOs for visualizing transitions
◦ Checking stability of state specific CASSCF wave functions by orca_mcrpa
◦ Dynamic correlation dressed (DCD-CAS) method with inclusion of relativistic effects (SOC, spin-spin, magnetic fields)
◦ CASSCF RIJCOSX allows two separate auxiliary basis sets
◦ CASCI/NEVPT2 protocol for XAS and RIXS

e. Optimization
◦ Nudge elastic band method to locate transition states
◦ Enabled 3-dimensional relaxed potential energy surface scan
◦ Improvement of redundandant internal coordinate generation
◦ Faster and more smooth convergence for 3-dimensional systems and embedded cluster models
◦ Intrinsic reaction coordinate (IRC) following
◦ Swart model Hessian (good for weak interactions)

f. Molecular Dynamics
◦ MD simulations can now use Cartesian, distance, angle, and dihedral angle constraints.
◦ The MD module now features cells of several geometries (cube, orthorhombic, parallelepiped, sphere, ellipsoid), which can help to keep the system inside of a well-defined volume.
◦ The cells can be defined as elastic, such that their size adapts to the system. This enables to run simulations under constant pressure.
◦ Ability to define regions (subsets of atoms) enables applications such as thermostating different parts of the system to different temperatures (cold solute in hot solvent, temperature gradients, ...)
◦ Trajectories can now be written in XYZ and PDF file format.
◦ A restart file is written in every simulation step. Simulations can be restarted to seamlessly continue.
◦ The energy drift of the simulation is now displayed in every step.
◦ The MD module now works with a broader range of methods (semiempirics, ECPs, QM/MM).
◦ Fixed a bug in the time integration of the equations of motion which compromised energy conservation.

g. Spectroscopic properties
◦ orca_pnmr module tool to calculate paramagnetic NMR spectra
◦ NMR chemical shifts with RI-MP2 and double hybrid DFT including GIAO’s, spin-component scaling and CPCM
◦ NMR Spin-Spin coupling in calculations with DFT/HF
◦ NMR wth ZORA
◦ Maximoff-Scuseria correction for the kinetic energy density in GIAO-based calculations with meta-GGA functionals
◦ Exact and gauge invariant transition moments and approximate decomposition into dipole, quadrupole etc terms in all modules.
◦ PNO-ROCIS method for more efficient X-ray absorption calculations
◦ IP-ROCISD for high spin ROHF references
◦ TD-DFT:
◾ Transient spectra (excited state absorption) for CIS/TDA
◾ Triplet gradients (with RIJ, COSX and all) for all cases.
◾ Spin orbit coupling (including CPCM) and gradients
◾ Root following scheme for optimization
◾ Slow term to correct energy of relaxed excited state
◾ Full TD-DFT with double hybrids

◦ ESD module to calculate spectroscopic properties
◾ Vibrationally resolved absorption spectra including Duschinsky rotation and/or vibronic coupling.
◾ Fluorescence and Phosphorescence rates with same options.
◾ Resonance Raman spectra with the same options
◾ works with CIS/TDDFT, ROCIS, CASSCF and EOM/STEOM.
◾ Seven different schemes for obtaining an excited state PES and five different choices of coordinate systems


h. Analysis tools: ◦ Open Shell LED
◦ Dispersion interaction Density plots
◦ LED for DLPNO-MP2
◦ LED for the frozen state
◦ Update of AIM interface
◦ NBO 7 compatibility (i4)

i. Miscellaneous ◦ Compound method (Infrastructure, plus W2.2, W1, G2(MP2), G2(MP2-SVP), G2(MP2-SV) methods)
◦ Property file (additional properties, plus new infrastructure)
◦ Decomposition of correlation energy for canonical RHF CCSD energies to singlet - triple pairs
◦ Additional EP2 extrapolation schemes using RI-MP2 and DLPNO-MP2 methods as cheap methods (request from forum)
◦ Lanthanide new def2 basis sets
◦ def2-XVP/C auxiliary basis sets for Ce-Lu by Chmela and Harding.
◦ Robust Second order optimizer for localized orbitals
◦ Added a few basis sets.

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Level 4 (黑子)

发表于 2018-12-13 18:18:10 | 显示全部楼层
更新的真心给力啊,好多非常实用且强大的功能都更新了。

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公社社长

发表于 2018-12-13 18:30:50 | 显示全部楼层
其实这叫ORCA5.0都不过分。

在我来看比较重要的有以下进步。以下提到的条目我对大部分已做过测试,有些官方表面上的说法容易引起误解,下面也做了澄清:

支持了wB97M-V和wB97X-V。前者是目前来说,算有机体系的非双杂化泛函里精度最佳的。之前只有阿Q才支持,这下子阿Q生活更艰难了。经测试ORCA计算这两个泛函还挺快的。不过这两个泛函由于用了nonlocal方式的色散校正,并不支持解析梯度。
支持了SCAN泛函,这在纯泛函里几乎是最好的,但由于是meta-GGA,不支持解析梯度。
支持了新的双杂化泛函DSD-BLYP, DSD-PBEP86, DSD-PBEB95。其中有的虽然之前可以通过自定义泛函实现,但终究用着麻烦点。不过这几个双杂化泛函里没有比起PWPB95-D3(BJ)更稳健的,所以实际意义有限。

支持了CPCM解析Hessian。之前溶剂模型下没解析Hessian是ORCA软肋之一,这回补上了。

支持了生成IRC:这是很多ORCA用户千呼万唤的功能。这使得ORCA离应用性量化工作者的距离更近了一步。之前得通过Gaussian或ASE与ORCA联用等手段才能实现(见《将Gaussian与ORCA联用搜索过渡态、产生IRC、做振动分析》http://sobereva.com/422)。除了传统方法外,ORCA 4.1也支持了NEB方法产生MEP。而且还支持CI-NEB和TS-NEB两种方法在做NEB时把过渡态找出来。

TDDFT时候能已经能够给出各个态之间的旋轨耦合矩阵元、给出单重态基态与三重态激发态之间的振子强度,还能给出磷光速率,考虑SOC时还支持TDDFT优化。因此,之前PySOC+Gaussian的组合(见《使用Gaussian+PySOC在TDDFT下计算旋轨耦合矩阵元》http://sobereva.com/411)已经没什么意义了。很黑的ADF的寥寥无几的卖点几乎快彻底没了!!!

Vibrationally resolved absorption spectra including Duschinsky rotation and/or vibronic coupling:ORCA终于也支持了振动分辨电子光谱了。不过实用性未知,毕竟ORCA的TDDFT还不支持解析Hessian,因此G16在这点上还是有很大优势。

New CASSCF SuperCIPT converger is reliable and efficient:看似能令CASSCF明显更好,但效果未知,尚未实测。

AIMD模块得到了显著加强,功能更多,可以很大程度上取代Gaussian的BOMD了,在某些方面还超越了。

支持了Grimme提出的全自动产生考虑构象权重和化学等价性的NMR光谱的计算(见Angew. Chem. Int. Ed., 56, 14763),对于专门模拟NMR光谱的人比较有意义。

虽然release note里没明说,但4.1实际上加入了DFT-D4,加D4关键词即可,这是个很重要的进步(不过手册里说这还只是实验性地加入,因此结果未必一定可靠)


其它值得一提的:
之前ORCA支持用于DLPNO-CCSD(T)的LED能量分解,DLPNO-CCSD(T)毕竟对大的体系还是贵。这回LED扩展到了MP2,是有一定意义的,不过估计也没什么人用,毕竟接受程度远不及SAPT。

支持了计算NMR时候通过ZORA考虑考虑相对论效应。但是旋轨耦合对NMR的贡献目前还不支持,因此对于较重的元素还是没法准确计算NMR。

加入了XTB:其实是把Grimme的xtb程序纳入到ORCA程序包中作为一个独立的模块。在ORCA 4.1里并没法直接做xtb计算,纳入xtb的目的是在全自动NMR计算时可以调用xtb做构象搜索之类。因此并不能通过ORCA直接实现基于XTB来搜索过渡态和产生IRC,这点还是需要通过将Gaussian和xtb联用实现(这点参见《将Gaussian与Grimme的xtb程序联用搜索过渡态、产生IRC、做振动分析》http://sobereva.com/421

AIM接口得到了改进。具体来说,对开壳层计算也可以产生wfn文件了,而且还新支持产生wfx文件。不过不能用于有赝势的情况,这是显著的不足。对于ORCA用户,使用Multiwfn的时候仍建议总是使用.molden文件。

支持了双杂化泛函的DLPNO。这看起来很好,但是经过我的实测,速度并不理想,还不如RI-双杂化快。


PS:TDDFT的解析Hessian还是早晚得加上的。这个有了的话,可能得到5.0了。不支持meta-GGA、双杂化的解析Hessian还是个巨大的软肋。

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发表于 2018-12-13 19:06:46 | 显示全部楼层
帅炸了!

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发表于 2018-12-13 19:59:23 | 显示全部楼层
可怕,ORCA好强

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发表于 2018-12-13 20:22:11 | 显示全部楼层
拭目以待!

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发表于 2018-12-13 20:30:25 | 显示全部楼层
ORCA的Molecular dynamics模块好用吗?

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发表于 2018-12-13 20:50:56 | 显示全部楼层
1130240115 发表于 2018-12-13 20:30
ORCA的Molecular dynamics模块好用吗?

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发表于 2018-12-13 21:24:35 | 显示全部楼层
对做激发态的人来说这次更新太棒了,最大并行核数不知道能不能增加。

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发表于 2018-12-13 21:36:47 | 显示全部楼层
太强了啊,ORCA简直比高斯良心到不知道哪里去

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给dalao们倒茶

发表于 2018-12-13 22:03:00 | 显示全部楼层
强悍,ORCA这波更新太给力了!
淡泊以明志,宁静以致远。

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发表于 2018-12-13 23:49:36 | 显示全部楼层
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发表于 2018-12-14 02:14:38 | 显示全部楼层
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