安利一下LUT-IOTC

sobereva · 发表于 Post on 2017-4-11 19:12:00

GAMESS-US从2016版开始支持基于LUT-IOTC的标量全电子相对论计算，是IOTC（等价于无穷阶DKH）的近似，最近用了用，真乃神器
计算TlCl，对Tl用SARC-DKH，对Cl用cc-pVTZ-DK，键长为NIST上查的实验值2.484826埃。泛函用PBE0。没利用对称性，四核并行。

计算的解离能（用电子能量，kcal/mol。耗时为计算TlCl单点的）
非相对论：103.647472282764，耗时22s
RESC：101.194179766793，耗时43s
DKH2：101.318529597819，耗时42s
DKH3：101.327972179406 ，耗时43s
IOTC：101.326816682898，耗时44.8s
LUT-IOTC：101.326621214601，耗时25s
可见LUT-IOTC和IOTC结果一样，精度没有可察觉得到的损失，而耗时大为降低，比非相对论没多花多少时间。和很常用的精度较理想的DKH3的结果也基本没区别。

更重要的是，LUT-IOTC有解析梯度（而IOTC没有），优化结果：
非相对论：2.5078577，耗时2min
RESC：2.5005100，耗时3min47.330s
DKH2：2.5077723，耗时4min4
DKH3：2.5052602，耗时4min13
IOTC：2.5060618，耗时6m2.843s
LUT-IOTC：2.5067128，耗时2min14
PS：g09下def2-TZVP下优化结果2.5031
确实速度远快于IOTC，也比半数值梯度的DKH速度明显快得多，也比同样有解析梯度的RESC要快不少且结果更好，结果和DKH3/IOTC几乎没区别。LUT-IOTC的速度优势对于大体系会更明显。

LUT-IOTC使用也颇简单，$CONTRL里写个RELWFN=LUT-IOTC即可。

推荐大家使用。附一篇有关文献

LUT-IOTC在GAMESS-US中的实现-Implementation of Efficient Two-component Relativist.pdf (643.75 KB, 下载次数 Times of downloads: 50)

ggdh · 发表于 Post on 2017-4-11 22:05:39

sob有没有博文讲了什么应该应该用标量全电子相对论计算，什么时候应该用赝势？

sobereva · 发表于 Post on 2017-4-11 22:33:45

ggdh 发表于 2017-4-11 22:05
sob有没有博文讲了什么应该应该用标量全电子相对论计算，什么时候应该用赝势？

一般来说，除了算与核有关的属性（超精细耦合、NMR、内核电子激发等），或者做波函数分析牵扯到内核轨道、内核密度外，全都可以用赝势
这里有相关讨论
在赝势下做波函数分析的一些说明
http://sobereva.com/156

chenzhiyong · 发表于 Post on 2017-10-27 23:18:48

sob老师好，我最近想用Gamess做一下DK3和IOTC的计算，碰到点问题想请教一下。我在Gamess手册里看到计算DK3的例子（应该是计算ROHF下As的单点，例子在下面），有两个不明白的地方。
1.首先就是$radial 里面的nshell，idegsh(1)，memsh(1)是基于什么基础给出来的？As是第四周期，有d轨道，为什么nshell=2，idegsh(1)=1,3，只考虑s和p轨道，memsh(1)=15, 16,17,18怎么算出来的？
2.如果是计算分子的话，$radial是不是一定要设？如果是，该怎么设？
$contrl scftyp=rohf mult=4 relwfn=dk ispher=1 $end
$system timlim=2 mwords=2 $end
$relwfn norder=3 $end
$guess guess=huckel $end
$radial nshell=2 idegsh(1)=1,3 memsh(1)=15, 16,17,18 $end
$data
illustration of 3rd order Douglas-Kroll for As
Dnh 2

Arsenic 33.0
S 1 ; 1 7.2421890D+07 1.0
S 1 ; 1 7.7040750D+06 1.0
S 1 ; 1 1.3365730D+06 1.0
S 1 ; 1 3.0394350D+05 1.0
S 1 ; 1 8.3289250D+04 1.0
S 1 ; 1 2.5994450D+04 1.0
S 1 ; 1 8.9795770D+03 1.0
S 1 ; 1 3.3667950D+03 1.0
S 1 ; 1 1.3464700D+03 1.0
S 1 ; 1 5.6774580D+02 1.0
S 1 ; 1 2.4923080D+02 1.0
S 1 ; 1 1.1199520D+02 1.0
S 1 ; 1 4.6328140D+01 1.0
S 1 ; 1 2.2611220D+01 1.0
S 1 ; 1 1.0910110D+01 1.0
S 1 ; 1 4.5498340D+00 1.0
S 1 ; 1 2.1494630D+00 1.0
S 1 ; 1 1.0337510D+00 1.0
S 1 ; 1 3.0892460D-01 1.0
S 1 ; 1 1.1206710D-01 1.0
P 1 ; 1 4.9515580D+04 1.0
P 1 ; 1 8.4637830D+03 1.0
P 1 ; 1 2.2908560D+03 1.0
P 1 ; 1 7.7965970D+02 1.0
P 1 ; 1 3.0545690D+02 1.0
P 1 ; 1 1.3097990D+02 1.0

P 1 ; 1 5.9698960D+01 1.0
P 1 ; 1 2.8408790D+01 1.0
P 1 ; 1 1.3883000D+01 1.0
P 1 ; 1 6.6102210D+00 1.0
P 1 ; 1 3.0821260D+00 1.0
P 1 ; 1 1.3919830D+00 1.0
P 1 ; 1 4.8254700D-01 1.0
P 1 ; 1 1.9228260D-01 1.0
P 1 ; 1 7.2849660D-02 1.0
D 1 ; 1 7.1896480D+02 1.0
D 1 ; 1 2.0798400D+02 1.0
D 1 ; 1 7.9590850D+01 1.0
D 1 ; 1 3.4514110D+01 1.0
D 1 ; 1 1.5730540D+01 1.0
D 1 ; 1 7.2805600D+00 1.0
D 1 ; 1 3.3000700D+00 1.0
D 1 ; 1 1.4173160D+00 1.0
D 1 ; 1 5.4472730D-01 1.0

$end

sobereva · 发表于 Post on 2017-10-28 01:28:53

chenzhiyong 发表于 2017-10-27 23:18
sob老师好，我最近想用Gamess做一下DK3和IOTC的计算，碰到点问题想请教一下。我在Gamess手册里看到计算DK3 ...

radial是计算r、r^2算符期望值的，对这个不感兴趣就完全没必要设，idegsh等等与之相关的也都不必

chenzhiyong · 发表于 Post on 2017-10-28 08:49:30

sobereva 发表于 2017-10-28 01:28
radial是计算r、r^2算符期望值的，对这个不感兴趣就完全没必要设，idegsh等等与之相关的也都不必

好的，非常感谢sob老师

chenzhiyong · 发表于 Post on 2017-10-28 17:19:18

sobereva 发表于 2017-10-28 01:28
radial是计算r、r^2算符期望值的，对这个不感兴趣就完全没必要设，idegsh等等与之相关的也都不必

sob老师，我在Gamess自定义基组的时候出现了以下问题，意思应该是$BASIS模块太长了吗？这个问题有解决方法吗，弄了好久没解决。（附件有输入文件）请sob老师帮忙看看。
CONSTANT LIST TOO LONG
**** ERROR READING INPUT GROUP $BASIS *****
THE PROBLEM IS WITH THIS INPUT LINE, NEAR THE X MARKER
$BASIS  BASNAM=METAL,LIGC,LIGC,LIGC,LIGC,LIGC,LIGH,LIGH,LIGH,LIGH,LIGH,LIGH,LIG
                        X
THE ONLY KEYWORDS ACCEPTED IN THIS GROUP ARE:
  GBASIS NGAUSS NPFUNC NDFUNC NFFUNC DIFFSP
  DIFFS    POLAR    SPLIT2 SPLIT3 EXTFIL BASNAM
SYNTAX ERROR FOUND IN YOUR $BASIS GROUP
EXECUTION OF GAMESS TERMINATED -ABNORMALLY- AT Sat Oct 28 15:54:11 2017

sobereva · 发表于 Post on 2017-10-28 21:14:21

chenzhiyong 发表于 2017-10-28 17:19
sob老师，我在Gamess自定义基组的时候出现了以下问题，意思应该是$BASIS模块太长了吗？这个问题有解决方 ...

写成类似这样
$BASIS BASNAM(1)=ligH,ligH,ligH,ligH,ligH,ligH,metal,metal,
ligN,ligH,ligH,ligH $END
每一行不要超过80个字符

chenzhiyong · 发表于 Post on 2017-10-29 09:00:12

sobereva 发表于 2017-10-28 21:14
写成类似这样
$BASIS BASNAM(1)=ligH,ligH,ligH,ligH,ligH,ligH,metal,metal,
ligN,ligH,ligH,ligH $ ...

非常感谢sob老师，可以算了，已经在跑了

chenzhiyong · 发表于 Post on 2017-10-30 10:11:46

sobereva 发表于 2017-10-28 21:14
写成类似这样
$BASIS BASNAM(1)=ligH,ligH,ligH,ligH,ligH,ligH,metal,metal,
ligN,ligH,ligH,ligH $ ...

sob老师，我的LUT-IOTC跑出来出现下面的错误，这是计算双电子积分的时候不收敛吗？还是别的原因。求解。附件是输入输出文件。
II,JST,KST,LST =146  1  1  1 NREC =    33721 INTLOC =10511
II,JST,KST,LST =147  1  1  1 NREC =    33721 INTLOC =10511
II,JST,KST,LST =148  1  1  1 NREC =    34573 INTLOC = 9766
II,JST,KST,LST =149  1  1  1 NREC =    35398 INTLOC = 2708
II,JST,KST,LST =150  1  1  1 NREC =    36685 INTLOC = 5016
II,JST,KST,LST =151  1  1  1 NREC =    36852 INTLOC = 3679
II,JST,KST,LS CPU    0: STEP CPU TIME= 91.65 TOTAL CPU TIME=    94.7 ( 1.6 MIN)
TOTAL WALL CLOCK TIME=    1128.9 SECONDS, CPU UTILIZATION IS 8.39%
  ddikick.x: application process 0 quit unexpectedly.
PWRT: NODE 2 ENCOUNTERED I/O ERROR WRITING UNIT 8
PWRT: NODE 1 ENCOUNTERED I/O ERROR WRITING UNIT 8
PWRT: NODE 3 ENCOUNTERED I/O ERROR WRITING UNIT 8
PWRT: NODE 5 ENCOUNTERED I/O ERROR WRITING UNIT 8
PWRT: NODE 6 ENCOUNTERED I/O ERROR WRITING UNIT 8
PWRT: NODE 9 ENCOUNTERED I/O ERROR WRITING UNIT 8
PWRT: NODE 7 ENCOUNTERED I/O ERROR WRITING UNIT 8
PWRT: NODE  11 ENCOUNTERED I/O ERROR WRITING UNIT 8
PWRT: NODE  13 ENCOUNTERED I/O ERROR WRITING UNIT 8
PWRT: NODE  12 ENCOUNTERED I/O ERROR WRITING UNIT 8
PWRT: NODE  14 ENCOUNTERED I/O ERROR WRITING UNIT 8
ddikick.x: Sending kill signal to DDI processes.
ddikick.x: Execution terminated due to error(s).
----- accounting info -----
FiSun Oct 29 23:15:33 CST 2017
0.211u 8.460s 19:13.80 0.7%    0+0k 1088+664io 13pf+0w

sobereva · 发表于 Post on 2017-10-30 15:29:47

chenzhiyong 发表于 2017-10-30 10:11
sob老师，我的LUT-IOTC跑出来出现下面的错误，这是计算双电子积分的时候不收敛吗？还是别的原因。求解。 ...

双电子积分没有收敛不收敛之说
提示I/O错误，可能是读写临时文件哟问题，检查下硬盘空间，或者试试小点的基组，或者试试加上$SCF DIRSCF=.T. $END

chenzhiyong · 发表于 Post on 2017-10-30 23:00:38

sobereva 发表于 2017-10-30 15:29
双电子积分没有收敛不收敛之说
提示I/O错误，可能是读写临时文件哟问题，检查下硬盘空间，或者试试小点 ...

sob老师好，我按照您说的换了小基组cc-pvtz-dk,也尝试了加上$SCF DIRSCF=.T. $END，两种情况都正常结束了没报错，但是TOTAL ENERGY = 0，这应该有问题吧。因为我常年用Gaussian，刚学gamess，不懂的地方比较多，请老师海涵。
1.老师说的硬盘空间是指哪里的（我是在节点上算的），是不是指/scr/文件夹所放置的位置？如果是，像gamess在rohf/aug-cc-pvtz-dk水平下用DK3和IOTC方法计算几十个原子的体系需要硬盘空间多大？
2.TOTAL ENERGY = 0是算错了吗？
3.$SCF DIRSCF=.T. $END的作用是不存储积分吗？
附件是输出文件。

sobereva · 发表于 Post on 2017-10-31 00:06:56

chenzhiyong 发表于 2017-10-30 23:00
sob老师好，我按照您说的换了小基组cc-pvtz-dk,也尝试了加上$SCF DIRSCF=.T. $END，两种情况都正常结束了 ...

SCF没收敛
临时文件位置就是GAMESS运行脚本文件里定义的环境变量里面有一项指向的位置
direct SCF时积分用的时候现算，不占硬盘
记得上传较大文本型文件时一定要压缩，置顶的新人必读里有提到

chenzhiyong · 发表于 Post on 2017-10-31 08:11:52

sobereva 发表于 2017-10-31 00:06
SCF没收敛
临时文件位置就是GAMESS运行脚本文件里定义的环境变量里面有一项指向的位置
direct SCF时积 ...

好的，谢谢sob老师

chenzhiyong · 发表于 Post on 2017-10-31 11:25:39

sobereva 发表于 2017-10-31 00:06
SCF没收敛
临时文件位置就是GAMESS运行脚本文件里定义的环境变量里面有一项指向的位置
direct SCF时积 ...

sob老师好，首先非常感谢您对我的问题的即时回答。按照您的解答，我已经能够用小基组成功计算ROHF/LUT-IOTC(或者IOTC和DK3）水平下的SCF能量。大基组正在尝试。
这里还有一个可能无关LUT-IOTC计算的问题，就是今天早上在您说了TOTAL ENERGY = 0是因为SCF不收敛，我自己尝试解决了一下（解决方法是从网上找的）。
1.我把迭代次数加到200，$contrl 模块加上maxit=200。
2. 我在$scf 模块加上ETHRSH=1.0。我看手册里ETHRSH是energy error threshold for initiating DIIS，默认值是0.5。
虽然结果SCF成功收敛了，但我还是不明白ETHRSH的实际意义是什么？我把它从0.5改成1.0代表了什么？这样算出来的结果是可信的吗？

$contrl scftyp=rohf mult=5 relwfn=dk ispher=1 maxit=200 $end
$system mwords=16 $end
$relwfn norder=3 $end
$scf DIIS=.T. ETHRSH=1.0 DIRSCF=.T. $end
$guess guess=huckel $end
$basis BASNAM(1)=ligC,ligC,ligC,ligH,ligH,ligH,
ligN,ligH,ligN,ligH,metal,ligH,ligC,ligH,ligC,ligH,ligH,ligH $end

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