用VASP算大晶体表面催化反应，单电子步时间30s，求助模型简化方向

大耳朵涂涂

各位大佬好。我的研究方向是MoVTeNbO金属氧化物催化烷烃氧化反应。目前根据文献建立了模型，计算烷烃分子吸附时，发现计算时间太长，单个电子步约30s，一个结构优化需要一天左右，计算效率太低，想求助各位大佬，能否大佬帮忙看看怎么简化模型加快计算速度。
模型具体信息，单个晶胞尺寸a*b*c=21A*26A*4A，含116个O，10个V，4个Nb，26个Mo，4个Te。优化晶胞后，取出一个晶胞，切出001面，加上15A真空层，计算时固定最底层O原子。
主要计算参数：EDIFF = 1E-5，EDIFFG = -0.05，ISPIN = 2，ENCUT = 500，ISMEAR = 0，SIGMA = 0.02，LDIPOL = .TRUE.，IDIPOL = 3，IVDW = 12。下作图为晶胞图片，右图为乙烷吸附在目前使用的催化剂模型的图片。


目前考虑的是，去掉模型中与催化反应不相关的部分，把模型中涉及活性的原子及其周围的原子取出，作为一个团簇，放在另一个盒子里，借鉴团簇模型的思路，用H原子饱和并且固定团簇结构，然后作为模型进行计算。想的是表面能小一些，原子能少一些，计算应该会快一些。下图中，黑色原子为与反应相关的原子，红色原子为不相关原子。

sobereva

跑大晶胞体系CP2K是不二选择，你这种体系根本不需要做任何简化，用常用的PBE-D3(BJ)/DZVP-MOLOPT-SR-GTH，CP2K在像样的机子上一个小时内就能优化完、SCF一轮只需要几秒钟而已。VASP单个电子步的耗时都达到CP2K几何优化一步的耗时了。

大耳朵涂涂

sobereva 发表于 2024-4-7 22:42
跑大晶胞体系CP2K是不二选择，你这种体系根本不需要做任何简化，用常用的PBE-D3(BJ)/DZVP-MOLOPT-SR-GTH，C ...

谢谢sob大佬。因为组里有VASP，并且同学也是用VASP的占多数，所以一开始就选择VASP了。后来了解过一些CP2K，但我看有视频介绍说CP2K算结合能、算能垒等这些部分会不太准，能垒、吸附能等这些性质对我课题挺重要的，组里也没有用过CP2K的同学，也没有安装好的软件，上手难度也比较大，时间比较紧，所以就没有尝试了。
借此机会也想请教一下大佬，相比于VASP，CP2K算结合能、能垒这部分真的会不太准吗？

sobereva

大耳朵涂涂 发表于 2024-4-8 10:41
谢谢sob大佬。因为组里有VASP，并且同学也是用VASP的占多数，所以一开始就选择VASP了。后来了解过一些CP2 ...

“CP2K算结合能、算能垒等这些部分会不太准” 纯粹胡说八道，我已经N多次看见这种荒诞至极的说法了
有这种错误印象的人，要么是被以讹传讹，要么是缺乏CP2K最基本常识，诸如用区区DZVP-MOLOPT-SR-GTH这种低档次基组算结合能还不知道考虑counterpoise校正，或者只用很小晶胞却不知道考虑k点就算晶体属性之类，这能算准就怪了。这和Gaussian用户只用6-31G*算能量、VASP只用很低的截断能算能量然后结果烂是一个道理，自己无知还怪程序有问题。

CP2K上手难度大早就是老黄历了。北京科音CP2K第一性原理计算培训班（http://www.keinsci.com/workshop/KFP_content.html）一个培训顺利上手，两千三百多页的幻灯片里所有知识要点一个不差讲得明明白白系统透彻，结合Multiwfn创建输入文件和后处理用起来太丝滑了。

乐平

你没有根据体系来设置 KPAR 和 NCORE，当然效率低。

具体的方法可以看我之前的帖子
http://bbs.keinsci.com/forum.php ... 87&fromuid=1532

大耳朵涂涂

sobereva 发表于 2024-4-9 10:23
“CP2K算结合能、算能垒等这些部分会不太准” 纯粹胡说八道，我已经N多次看见这种荒诞至极的说法了
有这 ...

谢谢大佬解答！已经报名参加cp2k的培训班了，这几天正在学习相关的资料。
（1）我的体系的情况是这样的：VASP计算出体系带3左右的磁矩，单个原子磁矩最大在0.5左右，所以考虑自旋。三维尺寸均为20A左右，取GAMMA点。属于过渡金属氧化物，需要加U。所以我考虑在CP2K计算中加磁性，加U。目前的计划如下：
（2）首先进行晶胞优化。磁性方面，根据VASP计算的结果，给各类原子都加上与VASP结果一致的磁性。加U结果方面，想用HSE06杂化泛函的结果算出带隙，然后用PBE+U去凑带隙拿到合适的U值。在晶胞优化这里得到合适的磁性结果和U值后，把磁性和U值用到算反应时的结构优化、能量计算和频率计算中。
（3）在用DZVP-MOLOPT-SR-GTH+PBE-D3(BJ)+U算结构优化，用TZVP-MOLOPT-SR-GTH+PBE-D3(BJ)+U算能量和频率。
请sob大佬帮忙看一下上面的这些考量是否合适。

大耳朵涂涂

乐平 发表于 2024-4-9 10:36
你没有根据体系来设置 KPAR 和 NCORE，当然效率低。

具体的方法可以看我之前的帖子

一开始就已经设置过NCORE=4了，但是最后算起来还是很慢。

乐平

大耳朵涂涂 发表于 2024-4-15 12:00
一开始就已经设置过NCORE=4了，但是最后算起来还是很慢。

你仔细看了帖子没有……

KPAR 和 NCORE 配合使用，不是只 NCORE

而且你只设置 NCORE = 4 算什么鬼……

大耳朵涂涂

乐平 发表于 2024-4-15 18:35
你仔细看了帖子没有……

KPAR 和 NCORE 配合使用，不是只 NCORE

我用的是GAMMA点，只有一个K点，我理解的那KPAR=1就可以了，我看VASP wiki中KPAR默认等于1，我就没动这个设置了。所以就只修优化了NCORE值。不知道我这个理解您看对不对。如果不对的话请您不吝赐教。

乐平

大耳朵涂涂 发表于 2024-4-15 20:56
我用的是GAMMA点，只有一个K点，我理解的那KPAR=1就可以了，我看VASP wiki中KPAR默认等于1，我就没动这个 ...

怎么之前不说只用 Gamma 点呢……

如果只用 Gamma 点，你可以用 vasp_gam 版来跑，比 vasp_std 标准版快。

sobereva

大耳朵涂涂 发表于 2024-4-15 11:59
谢谢大佬解答！已经报名参加cp2k的培训班了，这几天正在学习相关的资料。
（1）我的体系的情况是这样的 ...

2没问题
3不行，振动分析和几何优化必须在严格相同的级别才行。算能量用你说的可以接受，但用TZV2P-MOLOPT-GTH能更好，也算得动

大耳朵涂涂

乐平 发表于 2024-4-15 23:52
怎么之前不说只用 Gamma 点呢……

如果只用 Gamma 点，你可以用 vasp_gam 版来跑，比 vasp_std 标准版 ...

不好意思，之前没说清楚。现在测的数据都是用gam版本跑的，速度依然不是很理想。