计算化学公社

 找回密码 Forget password
 注册 Register
Views: 2051|回复 Reply: 8
打印 Print 上一主题 Last thread 下一主题 Next thread

[CP2K] 求助:结构优化时收敛标准判断及目前优化方式是否合理

[复制链接 Copy URL]

20

帖子

0

威望

215

eV
积分
235

Level 3 能力者

本帖最后由 JillW 于 2024-12-5 11:16 编辑

各位老师好,最近刚刚开始接触CP2K,用multiwfn生成了输入文件并想要优化晶胞,因此打算首先加氢对体系进行结构优化,收敛后再变胞优化。目前结构优化发现总是达到两个yes(均为step size)后计算就自动停止了(如图1),上网查阅后尝试了一些解决方案:(图片太大了就附在了帖子最后,辛苦大家翻阅一下~)

①得知如果SCF收敛标准设置的宽泛其实不利于结构优化的收敛,因此从1*10E-5改回了1*10E-6,发现确实更接近收敛标准(图2),但是仍然没有达到4个yes,能量变化如图3,轨迹如附件所示;
改用BFGS方法续算,但是收敛过程会变得很慢,甚至算了16、7个小时一个yes都没有;
③目前自己调了WANTED_PROJ_GRADIENT和WANTED_REL_F_ERROR之后续算,均由默认的E-16改成了E-20,目前还在计算过程中。
④如果还是没法达到4个yes,参考sob老师在其他帖子的建议可以用BFGS算法,然后减小步长,或者使用CG算法。

不知道自己上述的解决方案是否合理,抑或是其实目前的优化已经可以满足要求(因为看到部分帖子达到3个yes也可以认为是满足要求),并且还有些疑问如下,希望能得到各位大佬的不吝赐教


①CP2K结构优化时的收敛标准应该如何判断?是必须达到4个yes还是满足其中2~3个,其他接近收敛标准即可?是否是接近收敛标准又如何界定?
②用.restart文件进行续算时是从头开始优化了吗?如果不是,为何之前优化到了2个yes,续算之后又都是no并且远离了收敛标准呢?
③在优化过程中,4个收敛标准总是在不时震荡,例如RMS gradient逐渐接近收敛标准后又突然远离,然后再次接近,最后计算停止时可能还不如过程中的某一步接近收敛标准,请问这是正常的吗?


④晶胞优化时是否应该固定角度和对称性,即KEEP_ANGLES和KEEP_SYMMETRY?

202412051107548990..png (76.36 KB, 下载次数 Times of downloads: 3)

图3

图3

202412051106489349..png (288.48 KB, 下载次数 Times of downloads: 1)

图2

图2

202412051106239073..png (306.05 KB, 下载次数 Times of downloads: 4)

图1

图1

cp2k-pos-1.zip

648.55 KB, 下载次数 Times of downloads: 8

xyz文件

cp2k.inp

33.83 KB, 下载次数 Times of downloads: 17

最开始的输入文件

6万

帖子

99

威望

5万

eV
积分
120151

管理员

公社社长

2#
发表于 Post on 2024-12-5 17:15:57 | 只看该作者 Only view this author
体系也没多大,用BFGS就完了,省得满足LBFGS的收敛标准过早判断成收敛。LBFGS在几何优化收敛性上相对于BFGS没有任何额外好处

1 BFGS必须同时达到四个。除非你对精度要求本来就不高,诸如之后还要再做变胞优化

2 显然是基于最后的结构继续算。里面的坐标都是最后一步的。
可能续算时一开始没收敛到和之前最后一步相同的波函数,并且BFGS用的Hessian是不断被近似更新的,重新续算时会导致又重新初猜Hessian

3 没必然异常

4 看实际体系的情况

北京科音自然科学研究中心http://www.keinsci.com)致力于计算化学的发展和传播,长期开办极高质量的各种计算化学类培训:初级量子化学培训班中级量子化学培训班高级量子化学培训班量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班分子动力学与GROMACS培训班CP2K第一性原理计算培训班,内容介绍以及往届资料购买请点击相应链接查看。这些培训是计算化学从零快速入门以及进一步全面系统性提升研究水平的高速路!培训各种常见问题见《北京科音办的培训班FAQ》
欢迎加入北京科音微信公众号获取北京科音培训的最新消息,并避免错过网上有价值的计算化学文章!
欢迎加入人气极高、专业性特别强的理论与计算化学综合交流群思想家公社QQ群(群号见此链接),合计达一万多人。北京科音培训班的学员在群中可申请VIP头衔,提问将得到群主Sobereva的最优先解答。
思想家公社的门口Blog:http://sobereva.com(发布大量原创计算化学相关博文)
Multiwfn主页:http://sobereva.com/multiwfn(十分强大、极为流行的量子化学波函数分析程序)
Google Scholar:https://scholar.google.com/citations?user=tiKE0qkAAAAJ
ResearchGate:https://www.researchgate.net/profile/Tian_Lu

20

帖子

0

威望

215

eV
积分
235

Level 3 能力者

3#
 楼主 Author| 发表于 Post on 2024-12-5 17:34:21 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2024-12-5 17:15
体系也没多大,用BFGS就完了,省得满足LBFGS的收敛标准过早判断成收敛。LBFGS在几何优化收敛性上相对于BFGS ...

谢谢卢老师!目前打算换回BFGS优化并减小步长,看看能不能收敛。
感觉LBFGS确实很容易满足收敛标准被过早判断成收敛,我从E-16改成了E-20,虽然gradient更接近收敛标准但还是提前收敛了


4

帖子

0

威望

145

eV
积分
149

Level 2 能力者

4#
发表于 Post on 2024-12-12 14:48:36 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 xxxxxr 于 2024-12-12 15:03 编辑
JillW 发表于 2024-12-5 17:34
谢谢卢老师!目前打算换回BFGS优化并减小步长,看看能不能收敛。
感觉LBFGS确实很容易满足收敛标准被过 ...

请问你是如何把E-16改成了E-20,方便告知下如何设置吗?

Snipaste_2024-12-12_14-57-45.png (32.96 KB, 下载次数 Times of downloads: 3)

请问是这样吗?

请问是这样吗?

20

帖子

0

威望

215

eV
积分
235

Level 3 能力者

5#
 楼主 Author| 发表于 Post on 2024-12-16 09:43:16 | 只看该作者 Only view this author
xxxxxr 发表于 2024-12-12 14:48
请问你是如何把E-16改成了E-20,方便告知下如何设置吗?

是的,但是其实改这个参数影响并不大,改完之后也没达到4个yes收敛(就我这个体系而言)。我最后还是用BFGS算法收敛了的。

41

帖子

0

威望

392

eV
积分
433

Level 3 能力者

6#
发表于 Post on 2024-12-25 15:14:48 | 只看该作者 Only view this author
JillW 发表于 2024-12-16 09:43
是的,但是其实改这个参数影响并不大,改完之后也没达到4个yes收敛(就我这个体系而言)。我最后还是用BF ...

请问你这个BFGS最后是修改了什么参数成功收敛?我也是Max. gradient不收敛,一直振荡,没找到解决办法。还请赐教一下你的解决方法。谢谢!

20

帖子

0

威望

215

eV
积分
235

Level 3 能力者

7#
 楼主 Author| 发表于 Post on 2024-12-26 10:32:45 | 只看该作者 Only view this author
1285050231 发表于 2024-12-25 15:14
请问你这个BFGS最后是修改了什么参数成功收敛?我也是Max. gradient不收敛,一直振荡,没找到解决办法。 ...

我没有修改参数欸,就是从LBFGS改到BFGS续算,然后用的Multiwfn生成的默认输入文件就收敛成功了。建议你可以参考一下sob老师的博文,或者检查一下初始结构。

41

帖子

0

威望

392

eV
积分
433

Level 3 能力者

8#
发表于 Post on 2024-12-26 20:40:10 | 只看该作者 Only view this author
JillW 发表于 2024-12-26 10:32
我没有修改参数欸,就是从LBFGS改到BFGS续算,然后用的Multiwfn生成的默认输入文件就收敛成功了。建议你 ...

谢谢,我用增加cutoff的形式提高计算精度,并将步长修改为0.02,一千字的原子的模型已经成功收敛了。

40

帖子

0

威望

183

eV
积分
223

Level 3 能力者

9#
发表于 Post on 2024-12-27 17:10:28 | 只看该作者 Only view this author
JillW 发表于 2024-12-5 17:34
谢谢卢老师!目前打算换回BFGS优化并减小步长,看看能不能收敛。
感觉LBFGS确实很容易满足收敛标准被过 ...
那我这个是不是没有收敛呀




本版积分规则 Credits rule

手机版 Mobile version|北京科音自然科学研究中心 Beijing Kein Research Center for Natural Sciences|京公网安备 11010502035419号|计算化学公社 — 北京科音旗下高水平计算化学交流论坛 ( 京ICP备14038949号-1 )|网站地图

GMT+8, 2025-8-16 03:01 , Processed in 0.271619 second(s), 34 queries , Gzip On.

快速回复 返回顶部 返回列表 Return to list