GAMESS诡异的SCF收敛情况

airyang · 发表于 Post on 2017-8-26 17:02:11

本帖最后由 airyang 于 2017-8-28 03:20 编辑

楼主计算一个有C2对称性分子中两个片段之间的相互作用能量能量分解（GKS-EDA），为方便我们把片段1,2叫M1，M2。补充说明下的是，执行GKS-EDA的GAMESS是问苏培峰老师要的改版(基于2012)，改版中M1，M2 with all basis set 下的初猜可以用MOSAVED传递（也就是M1，M2前一步 with own basis set收敛的轨道），这跟目前官版中LMO-EDA不能用MOSAVED选项有所不同。

问题来了
计算中，发现一个结构X出现了 M1与M2 with all basis set 收敛至能量过高的问题，如下图，M1，2情况类似只贴一个：

尝试了几种促进SCF收敛的办法也都没有奏效，比如使用huckel初猜替代gkseda中新增的MOSAVED初猜，结果类似如下图：

很快发现另外一个结构Y出现了with all basis set下，M1正常收敛，M2错误收敛的情况：
M1

M2

这就更不合理了，楼主开始怀疑是有bug，想到之前用2014版GAMESS做了结构X的气相LMOEDA结果正常，找来与收敛错误的GKSEDA对比一看，各个计算选项均是一样。M1 with all basis set结果如下图：

而且与第二幅图（同样的huckel初猜）对比可以看到，HF收敛后转入DFT计算的 density change 根本没有那么大，楼主认为这个变化的错误判断应该也是最终错误的来源。

1. 想请教大家，这个诡异的SCF收敛结果是不是GAMESS的bug？
2. 以及要解决这个问题，有啥好的办法么

？
3. gfortran4.4编译计算结果与ifort编译计算结果一致，确定不是编译工具的锅。(然后顺便看了下时间，纯种intel比gfortran+mkl快了30%。。。)

sobereva · 发表于 Post on 2017-8-26 17:11:29

改成其它基组或泛函（特别是高HF成份的）能解决不？或者索性关了SOSCF，一直用DIIS
也可以尝试写上$DFT SWITCH=1.0 $END避免迭代前期用低精度积分格点看能否奏效

airyang · 发表于 Post on 2017-8-26 17:24:43

sobereva 发表于 2017-8-26 17:11
改成其它基组或泛函能解决不？

基组改小很多有用def2-tzvpp换3-21g，小一点儿（def2-tzvpp换def2-tzvp）没用，介于之间的没尝试，我试试

方法M06-2X没换过，因为是一系列的比较还是想着最终结果能用，我去试试B3LYP

一共将近70个做GKS-EDA的相似结构，三个结构SCF异常。

airyang · 发表于 Post on 2017-8-26 17:38:55

sobereva 发表于 2017-8-26 17:11
改成其它基组或泛函（特别是高HF成份的）能解决不？或者索性关了SOSCF，一直用DIIS
也可以尝试写上$DFT SW ...

$SCF DIIS=.T. SOSCF=.F. FDIFF=.F. ...，一直用的DIIS。错误的例子尝试过关了DIIS，只用SOSCF结果很不好收敛，放宽收敛限后，可以进入M1的with all basisi set 但还是出一样的错误。

因为查了公社帖子：http://bbs.keinsci.com/thread-435-1-1.html
SWITCH=1.0 切积分格点的也试了，甚至设置到了100 (因为那个density change 会大到50，所以干脆阈值给100)，也没奏效。

airyang · 发表于 Post on 2017-8-26 17:41:25

因为用了M06-2X, 格点是用的 NRAD=99 NLEB=590，等同gaussian的ultrafine

airyang · 发表于 Post on 2017-8-26 17:59:37

sobereva 发表于 2017-8-26 17:11
改成其它基组或泛函（特别是高HF成份的）能解决不？或者索性关了SOSCF，一直用DIIS
也可以尝试写上$DFT SW ...

汇报下测试结果：
1.M06-2X-D3/def-TZVP 出错
2.B3LYP-D3/def2-TZVPP 正常
3.原始的M06-2X-D3/def2-TZVPP 出错

wei · 发表于 Post on 2017-8-27 19:28:35

本帖最后由 wei 于 2017-8-27 19:33 编辑

你遇到的情况我也遇到过，加大格点积分精度后都正常了。现在头疼的是，大体系做EDA，内存不够报错。（我的内存是256G）无法解决。

airyang · 发表于 Post on 2017-8-28 01:28:38

wei 发表于 2017-8-27 19:28
你遇到的情况我也遇到过，加大格点积分精度后都正常了。现在头疼的是，大体系做EDA，内存不够报错。（我的 ...

因为用了明尼苏达泛函，整个系列的积分格点一直使用等同gaussian的ultrafine级别（NRAD=99 NLEB=590），请问下你解决的时候用多大的积分格点呢？

EDA确实太吃内存，我64G瑟瑟发抖，啥都做不动 = =！

wei · 发表于 Post on 2017-8-29 12:09:29

我用的是wb97xd，这也是苏老师推荐的之一。至于m06-2x，你试试 NRAD=99 nthe=36 nphi=72试试。

airyang · 发表于 Post on 2017-8-29 20:56:40

wei 发表于 2017-8-29 12:09
我用的是wb97xd，这也是苏老师推荐的之一。至于m06-2x，你试试 NRAD=99 nthe=36 nphi=72试试。

多谢啊，换了你建议的格点类型与精度，果然解决了！

airyang · 发表于 Post on 2017-8-30 02:08:47

本帖最后由 airyang 于 2017-8-30 02:18 编辑

补充说明：
出错应该与切换为极坐标格点无关，且尝试后发现解决楼主的个例问题中也不必动用 NRAD=99 nthe=36 nphi=72 这么大的格点（GAMESS说明书中称为army grade），下面仍然使用Lebedev 格点：

径向的NRAD从99设置成100，角度NLEB仍然选用meta-GGA默认的590，就可以解决收敛错误的问题；
或者径向NRAD=99不变，角度选择GAMESS提供的下一档770也可以解决SCF错误收敛的问题。
很可能是GAMESS-2012自身的问题，因为同样结构在GAMESS-2014中全部正常收敛

yang_lzu · 发表于 Post on 2018-7-30 13:01:21

wei 发表于 2017-8-29 12:09
我用的是wb97xd，这也是苏老师推荐的之一。至于m06-2x，你试试 NRAD=99 nthe=36 nphi=72试试。

敢问大神，之前我用的M06-2X完美收敛，但后面换成wb97x-d就不能收敛了（在m06-2x基础上上改了方法，加了NRAD=99 nthe=36 nphi=72），这是为什么呢？

sobereva · 发表于 Post on 2018-7-31 04:30:46

yang_lzu 发表于 2018-7-30 13:01
敢问大神，之前我用的M06-2X完美收敛，但后面换成wb97x-d就不能收敛了（在m06-2x基础上上改了方法，加了N ...

SCF收敛与否有一定数值巧合性，你当前的问题没有什么必然原因

yang_lzu · 发表于 Post on 2018-7-31 09:32:12

sobereva 发表于 2018-7-31 04:30
SCF收敛与否有一定数值巧合性，你当前的问题没有什么必然原因

明白了，非常感谢老师的回答

，另外老师有推荐的关于描述泛函的书籍吗

？对于wb97x-d了解得很少。

sobereva · 发表于 Post on 2018-8-1 05:20:56

yang_lzu 发表于 2018-7-31 09:32
明白了，非常感谢老师的回答，另外老师有推荐的关于描述泛函的书籍吗？对于wb97x-d了解得很少。

没必要看什么特殊文章。
非要看，直接看原文，以及看较新的泛函测试、综述文章

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