cp2k-2026.2MIXING参数对收敛性的影响

guyingbing

      学习CP2K已有一段时间，期间也同时接触了VASP。个人感觉，CP2K的上手难度确实高于VASP，此前也曾有过不少抱怨。所幸在Sob老师的指导下，我对CP2K的理解有了显著提升。
      以往，用CP2K计算磁性体系，尤其是施加k点的对角化算法时，收敛极其困难。CP2K 2026.2版本引入了HARRIS方法，允许读取Gamma点计算生成的波函数作为对角化计算的初始猜测，从而有效加速磁性体系的收敛。之所以先用**OT算法**提供初猜，是因为OT算法减少了待计算波函数的数量，在处理金属氧化物时，相比对角化算法更容易收敛。此外，该版本还新增了波函数混合方法及相关参数。
     近期，我利用CP2K‑2026.2的HARRIS方法，对我研究体系（掺杂型氢氧化镍晶胞，结构不一定正确）进行了系列SCF测试。具体流程为：先用OT算法获得波函数初猜，再读取该波函数，采用 MODIFIED_BROYDEN_MIXING 混合方法，并系统测量不同关键词的影响。测试分为两个部分：
       第一部分：依次测试了 ALPHA、ALPHA_MAG、BETA、BETA_MAG，每次均使用上一轮获得的最佳参数作为固定值。  
       第二部分：由于时间较晚，我采用控制变量法，保持其他参数为默认值（默认参数：NBUFFER=16，MAX_GVEC_EXP=3，BROY_W0=0.01，BROY_WMAX=100000.0，BROY_WREF=0.025，N_SIMPLE_MIX=16），依次测试上述变量。
      图1和图2展示了测试结果，横坐标为电子步数（每次SCF固定300步），纵坐标为收敛值（取常用对数）。  
      图1a 显示，ALPHA=0.2 时收敛值明显更低，表明该值最为合适。固定 ALPHA=0.2 后，测试 ALPHA_MAG（图1b），发现ALPHA_MAG=0.8时收敛更佳，更有利于加速收敛。随后固定这两项，测试 BETA，结果表明 BETA=1.5 效果更好；再测试 BETA_MAG，发现BETA_MAG=0 时最优（该部分结果因时间原因未等全部结束即记录）。

        第二部分测试（图2）主要结论如下：  
       1. NBUFFER 增大有助于收敛，其中 NBUFFER=28 时表现最佳。

       2. MAX_GVEC_EXP、BROY_W0和 BROY_WREF 对收敛影响不显著。

       3. BROY_WMAX 几乎无影响。

       4. N_SIMPLE_MIX 影响最大，它代表使用 KERKER_MIXING 进行初始混合的步数。当该值过大时，KERKER_MIXING本身即可直接收敛，无需再启用 MODIFIED_BROYDEN_MIXING。

       另外，若不采用HARRIS方法提供的波函数初猜，则无论何种混合方法，都很难在300步内收敛。

       最终总结：

      1. 对于磁性金属氧化物，可借助HARRIS方法，先用OT算法获得初始波函数，再读取该波函数进行后续计算。

      2. 在各种混合方法中，KERKER_MIXING的收敛性能最佳。

   

      测试结果图及原始数据文件已附上，供大家参考。本输入文件由Sob老师编写的Multiwfn生成，在此衷心感谢Sob老师的帮助！测试脚本由deepseek辅助完成，cp2k采用自己编译的cp2k2026.2。如果结果不对的，请各位老师提出批评，以及修改意见。最后一个问题：为什么现在论坛要将帖子上传的照片大小限制得那么小呢？图片经过较大程度的压缩，都不太清楚了。

sobereva

为什么现在论坛要将帖子上传的照片大小限制得那么小呢？

论坛对jpg格式的图片上传限制是600KB、对png格式的限制是1000KB，无论如何对于所有情况都绝对完全够用了。只有那些没有图片尺寸、图片格式、图片压缩常识的人才会因为这个限制而导致上传的图片不够清楚
强烈建议有这种疑惑的人仔细把此文看了：
谈谈与计算化学有关的作图的图像清晰问题
http://sobereva.com/607（http://bbs.keinsci.com/thread-24177-1-1.html）

诸如你上传的图，用对于这种图最合适的无损压缩的png格式，图像尺寸保存得足够大比如800*600，能展示得十分清楚而且完全不会导致图片文件大小超标。你对图片处理仍缺乏必要的常识。本论坛对图片尺寸要求再合理不过，不仅完全够用，还杜绝了没有图片处理常识的人上传完全不必要的巨大图片文件（比如上传手机直接拍照的jpg原图一个好几兆、直接上传没有任何压缩的bmp格式，等等）导致严重浪费论坛服务器资源、带宽，而且使得访问者加载图片非常慢。


例如此图，png格式上传的，原图95KB，上传到论坛后自动加水印后也仅仅108KB，就已经十分清楚