求助CP2K模拟有机分子+水溶液体系波函数难收敛的问题

Voland · 发表于 Post on 2022-8-25 10:38:03

如题，最近在做一个多个有机分子+水溶液体系的SEMD研究，但是目前遇到了SCF很难收敛的问题。
我已经阅读过了本站关于加快SCF收敛的一些帖子，http://bbs.keinsci.com/thread-27630-1-1.html
目前的情况是，如果只是有机分子，或者只是水分子，都能很快达到收敛限，但是放到一起就不行。
结构cif如附件，是通过MS的Amorphous Cell模块生成的。

DFT部分的关键词如下：
&DFT
   &SCF
   MAX_SCF  150
   MAX_DIIS  10
   EPS_SCF    1.0000000000000003E-05
   SCF_GUESS  MOPAC
   &OT  T
      MINIMIZER  DIIS
      PRECONDITIONER  FULL_SINGLE_INVERSE
   &END OT
   &MIXING  T
      METHOD  DIRECT_P_MIXING
      ALPHA 0.3
      NBUFFER  10
   &END MIXING
   &END SCF
   &QS
   METHOD  XTB
   &XTB
      DO_EWALD  T
      CHECK_ATOMIC_CHARGES  F
      &PARAMETER
         PARAM_FILE_NAME /略/cp2k_data/xTB_parameters
         DISPERSION_PARAMETER_FILE /略/cp2k_data/dftd3.dat
      &END PARAMETER
   &END XTB
   &END QS
   &POISSON
   POISSON_SOLVER  PERIODIC
   PERIODIC  XYZ
   &IMPLICIT
      &DIELECTRIC
         DIELECTRIC_CONSTANT    7.8000000000000000E+01
      &END DIELECTRIC
   &END IMPLICIT
   &END POISSON
&END DFT

请问大家，是否有能够加速该体系波函数收敛的关键词设置？没有办法的话，是不是只能对有机分子/水分子进行QM/MM处理了呢？
希望大家不吝指教，非常感谢！

sobereva · 发表于 Post on 2022-8-25 10:59:49

说明SEMD是什么、当前想模拟什么问题

Voland · 发表于 Post on 2022-8-25 11:14:57

sobereva 发表于 2022-8-25 10:59
说明SEMD是什么、当前想模拟什么问题

老师您好，非常感谢您的回复。semi-empirical molecular dynamics，这里用的是xtb方法，我姑且把它视作半经验方法了（可能也不那么准确吧）。
需要模拟的问题是想了解一下由离子键连接化合物之间的构象位相大概是怎样的，我也明白力场的MD能处理这样的体系，但是我现在比较急着需要这个结果，稍微弄了一下Lammps这一块的力场参数，文件生成有一些不是太顺利，就打算用SEMD试一试，并不是需要非常精确的结果。

sobereva · 发表于 Post on 2022-8-25 19:19:37

Voland 发表于 2022-8-25 11:14
老师您好，非常感谢您的回复。semi-empirical molecular dynamics，这里用的是xtb方法，我姑且把它视作半 ...

xtb是程序，GFN-xTB才是方法
这种问题最适合的是GROMACS，既不是CP2K也不是lammps
不晓得你到底想在什么条件下模拟。如果在水中模拟，那么多真空区明显不能空着。如果是真空下模拟，加的一些水分子又莫名其妙。
也不知道你设这个想做什么
   &IMPLICIT
      &DIELECTRIC
         DIELECTRIC_CONSTANT    7.8000000000000000E+01
      &END DIELECTRIC
      &END IMPLICIT

Voland · 发表于 Post on 2022-8-26 09:13:33

sobereva 发表于 2022-8-25 19:19
xtb是程序，GFN-xTB才是方法
这种问题最适合的是GROMACS，既不是CP2K也不是lammps
不晓得你到底想在什 ...

老师您好，感谢您的回复。
我是打算在模拟液相条件下的情况，体系本来是加入了大量的水分子填补真空区，但是CP2K跑起来和这个结构一样很难波函数收敛，我考虑是不是水分子加得太多的原因，减少了水分子的量，结果如您所见，仍然未能改善情况。
IMPLICIT关键词是我理解错误，这里加进去了，不好意思。
请问，就只考虑CP2K运行的前提下，是否有办法对该体系实现加快波函数收敛？
如果不行的话，这个体系用CP2K所支持的QM/MM是否可以呢？
非常期待您的回复！

Voland · 发表于 Post on 2022-8-26 09:26:43

sobereva 发表于 2022-8-25 19:19
xtb是程序，GFN-xTB才是方法
这种问题最适合的是GROMACS，既不是CP2K也不是lammps
不晓得你到底想在什 ...

失礼了，我刚才试了下删掉老师您指出的那个关键词，的确有效加速了波函数收敛，我先试试看。
另外题外话也希望您能回复一下QM/MM处理这类体系的可行性(主要是就您的经验来说，有机分子/水分子按照QM/MM这样处理是否合理？)，如果可行的话我就去试试看，不行的话我就去多读读书。非常感谢！

sobereva · 发表于 Post on 2022-8-26 09:27:03

该加水的地方加水，先把体系弄合理了再说
用Multiwfn创建输入文件（《使用Multiwfn非常便利地创建CP2K程序的输入文件》http://sobereva.com/587），参数都会自动用对于绝大多数情况最合适的，极大程度避免初学者自己写犯错误
QM/MM想用也可以用

Voland · 发表于 Post on 2022-8-26 09:32:20

sobereva 发表于 2022-8-26 09:27
该加水的地方加水，先把体系弄合理了再说
用Multiwfn创建输入文件（《使用Multiwfn非常便利地创建CP2K程序 ...

好的，非常感谢您的回复

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