求助：如何利用内积的方法确定振动模式

granvia

wangy0822 发表于 2022-3-14 14:36
我试了一下，VASP结果与VASP结果对比，先把每一列归一化（数据限制在[0，1]之间），然后内积之后平方出来 ...

向量的归一化就是向量除以它的模长（等于它自己与自己内积的平方根）。两个归一化向量的内积平方一定小于一

wangy0822

granvia 发表于 2022-3-16 00:02
向量的归一化就是向量除以它的模长（等于它自己与自己内积的平方根）。两个归一化向量的内积平方一定小于 ...

感谢您的解答，我昨天请教了一下老师。说VASP里面算的得到的结果是简正模，Gaussian里面计算频率时要加入freq=hpmodes这个参数可以得到简正模

wangy0822

granvia 发表于 2022-3-16 00:02
向量的归一化就是向量除以它的模长（等于它自己与自己内积的平方根）。两个归一化向量的内积平方一定小于 ...

到底VASP里面输出的是简正模还是Gaussian里面输出的是简正模。。。哪个输出的数据需要处理，哪个数据可以直接使用

granvia

wangy0822 发表于 2022-3-16 11:09
到底VASP里面输出的是简正模还是Gaussian里面输出的是简正模。。。哪个输出的数据需要处理，哪个数据 ...

很简单，找到简单分子HF, H2O来测试一下就知道了

wangy0822

granvia 发表于 2022-3-16 18:15
很简单，找到简单分子HF, H2O来测试一下就知道了

感谢您的解答，HF的测试结果，怎么看是不是简正模？

wangy0822

granvia 发表于 2022-3-16 18:15
很简单，找到简单分子HF, H2O来测试一下就知道了

我现在是单纯的VASP结果可以做内积验证，单纯的Gaussian结果也可以做内积验证，就是两者的数据不是一种类型，结合不起来，不能交叉验证。

granvia

wangy0822 发表于 2022-3-16 19:37
感谢您的解答，HF的测试结果，怎么看是不是简正模？

Gaussian默认输出的振动位移（对应于质量权重的Hessian矩阵的特征向量）精度是小数点后2位。使用FREQ=HPModes之后，可输入小数点后5位的振动位移向量，你可以验证它们就是归一化的。比如下面是H2O分子的结果（B3LYP/6-31G*）：

1. Harmonic frequencies (cm**-1), IR intensities (KM/Mole), Raman scattering
   
2. activities (A**4/AMU), depolarization ratios for plane and unpolarized
   
3. incident light, reduced masses (AMU), force constants (mDyne/A),
   
4. and normal coordinates:
   
5.                            1         2         3
   
6.                           A1        A1        B2
   
7.        Frequencies ---  1713.2088 3728.7514 3850.4642
   
8.     Reduced masses ---     1.0825    1.0454    1.0810
   
9.    Force constants ---     1.8719    8.5633    9.4426
   
10.     IR Intensities ---    75.7520    1.6945   19.3415
    
11. Coord Atom Element:
    
12.    1     1     8         -0.00000   0.00000  -0.00000
    
13.    2     1     8          0.00000  -0.00000  -0.06986
    
14.    3     1     8         -0.07058   0.05004  -0.00000
    
15.    1     2     1          0.00000   0.00000  -0.00000
    
16.    2     2     1          0.42879   0.58401   0.55440
    
17.    3     2     1          0.56005  -0.39709  -0.43612
    
18.    1     3     1          0.00000  -0.00000   0.00000
    
19.    2     3     1         -0.42879  -0.58401   0.55440
    
20.    3     3     1          0.56005  -0.39709   0.43612
    

复制代码

最后3列就是3个9x1的振动位移向量（9=3*N，N为原子数），然后就可以求出对应的3个质量权重的Hessian矩阵的特征列向量，即将上述各振动位移向量中的各元素乘以相应原子的质量的平方根，然后再归一化（因为Gaussian打印振动位移向量时做了归一化，所以你变换回Hessian特征列向量时就需要自己归一化一次）。你可以验证，上述求出的Hessian特征列向量之间是正交归一的，也就是简正模式的各特征向量。VASP我不太清楚，可以做类似尝试

wangy0822

granvia 发表于 2022-3-16 21:18
Gaussian默认输出的振动位移（对应于质量权重的Hessian矩阵的特征向量）精度是小数点后2位。使用FREQ=HPM ...

感谢您的解答你的这个输出文件好像和我的不太一样，我的每个频率下面都有x，y，z
还有，我把VASP和Gaussian里面都化成正交归一就可以做内积比较了吧

granvia

wangy0822 发表于 2022-3-16 22:27
感谢您的解答你的这个输出文件好像和我的不太一样，我的每个频率下面都有x，y，z
还有，我把VASP和Gauss ...

输出文件中再往上找找，就能找到

wangy0822

感谢大家的解答
好像有个问题，就是我Gaussian算的团簇模型。VASP算的晶体结构模型，虽然都是为了模拟某种分子晶体的振动。但是毕竟结构不一样，所以是不是虽然振动频率接近，但是做出来的内积都非常小（大概0.01），就是从内积上看基本不是一个振动模式的那种。

我之前就一直认为频率接近它们的内积就要接近与1，所以一直认为数据处理的有问题。而且我也可视化看了振动模式，晶体结构的振动模式完全和团簇的不一样，所以这是不是就能说得通为什么内积会这么小了。

granvia

wangy0822 发表于 2022-3-17 14:19
感谢大家的解答
好像有个问题，就是我Gaussian算的团簇模型。VASP算的晶体结构模型，虽然都是为了模拟某种 ...

你得保证你原子的排列顺序和取向都尽量一致吧？ 因为简正模式的特征向量是3*N维的，你得保证各个维度是一致的

wangy0822

granvia 发表于 2022-3-17 18:25
你得保证你原子的排列顺序和取向都尽量一致吧？ 因为简正模式的特征向量是3*N维的，你得保证各个维度是一 ...

您看一下，这是我算的团簇模型和晶体结构模型在某一频率的振动模式，明显不一样吧，其实也不能说不一样，反正做内积肯定不是接近1的

wangy0822

granvia 发表于 2022-3-17 18:25
你得保证你原子的排列顺序和取向都尽量一致吧？ 因为简正模式的特征向量是3*N维的，你得保证各个维度是一 ...

您看一下，这是我算的团簇模型和晶体结构模型在某一频率的振动模式，明显不一样吧，其实也不能说不一样，反正做内积肯定不是接近1的

granvia

wangy0822 发表于 2022-3-17 19:23
您看一下，这是我算的团簇模型和晶体结构模型在某一频率的振动模式，明显不一样吧，其实也不能说不一样， ...

这谁看的出来哈  您究竟想解决什么问题？如果不能准确描述清楚，我也没法帮您出主意

wangy0822

granvia 发表于 2022-3-17 19:57
这谁看的出来哈  您究竟想解决什么问题？如果不能准确描述清楚，我也没法帮您出主意

不好意思，可能没解释清楚。
我之前呢是想采用振动模内积的方法对比Gaussian计算的团簇模型的振动模式与VASP计算的晶体结构的振动模式是否一样。
就像上面两张图，我就想用振动模内积看看它们是不是接近于1来判断是不是同一个振动模式，然后尝试几天，发现数据怎么做内积都没办法接近1
今天好像发现了错误：不是振动模式一不一样的问题，就是本身这两个结构就差别很大，就像您之前说的，原子的排列和取向都不同（上面两张图），本身就不可能得到内积接近于1.  然后振动模式就没有什么可比性。 是不是这样？