Ex77 过渡态任务的提交与查看(一)

前面的准备工作完成了,INCARKPOINTSPOSCAR(IMAGES), POTCAR也检查完了。剩下的就是准备脚本提交文件了。本节主要是在天河II号超算中心上给大家简单示范一下:

  • 1)准备脚本,提交任务;
  • 2)过渡态任务运行时候的查看;
  • 3) VTST脚本nebresults.pl的安装和使用。

提交任务

首先通过命令操作,熟悉下天河II号超算中心提交NEB计算的流程。

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iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77$ ls
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 INCAR job_sub KPOINTS POTCAR
iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77$
iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77$ cat job_sub
#!/bin/bash
export LD_LIBRARY_PATH=/THFS/opt/intel/composer_xe_2013_sp1.3.174/mkl/lib/intel64:$LD_LIBRARY_PATH
yhrun -p gsc -n 24 /THFS/opt/vasp/5.4._neb/vasp.5.4.4/bin/vasp_std
iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77$
iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77/$ yhbatch -p gsc -N 2 -J test job_sub
Submitted batch job 1004311
  • 每个节点有24核,我们使用了2个节点,共48核,来计算这个NEB任务。
  • 共有8个IMAGES,也就是6个核算一个IMAGE。
  • 我们调用的VASP版本是:/THFS/opt/vasp/5.4.4_neb/vasp.5.4.4/bin/vasp_std
  • 本例子下载链接:https://pan.baidu.com/s/1shjrJsRuDNYGEd2qDqvdFQ 提取码:k3pp

查看NEB计算

NEB一般收敛的很慢,需要跑很多离子步才会收敛,所以大家要心里有个准备,这也是为什么我们先用gamma点粗算一下,再用高密度的K点计算的原因,总之就是节约时间。虽然NEB要花很长时间才收敛,但提交任务后,我们不能守株待兔似的等着NEB算完,而是要勤检查结果,因为NEB的计算中,也会经常出现结构跑乱的情况。那么该怎么检查呢? 一看能量,二看结构,三看能量和结构。

一看能量:

主要是因为在terminal下面,相对于打开可视化软件查看结构来说,我们通过命令提取每个IMAGEOUTCAR能量信息的操作更加方便些而已。更重要的其实还是结构的变化,也就是你的反应路径。查看能量有2个办法:

自己用脑子想象或者写脚本:
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iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77$ ls
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 INCAR job_sub KPOINTS NEB.pdb POTCAR slurm-995085.out vasprun.xml
iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77$ ta.sh
01 -298.00705385
02 -297.96462657
03 -297.92754864
04 -297.90142637
05 -297.88475532
06 -297.87681445
07 -297.89025285
08 -297.93374021
iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77$ cat ~/bin/ta.sh
#!/usr/bin/env bash
for i in *; do
if [ -e $i/OUTCAR ]; then
echo -e $i "\t" $(grep ' without' $i/OUTCAR |tail -n 1 | awk '{print $7}')
fi
done
iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77$

用脑子想象:

ts.sh 脚本的输出中,从01的能量一直往下看,自己脑子里面自带一个xy的坐标系,将这些能量填到坐标系中,直至08。你会想象得到这样的一个曲线: 能量从01的-298.007慢慢上升到06的-297.87,然后再下降到08的-297.934。这个曲线的顶点再06处,也就是我们粗算得到的过渡态。

当然,你也写个小脚本提取每个IMAGE中的能量信息,然后画图即可。

使用VTST的脚本:nebresults.pl

前面Ex72中,我们讲过了怎么准备VTST的那些脚本,这一节,我们讲另外一个办法。

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iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/bin$ cd vtst/
iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/bin/vtst$ ls
vtstscripts.tgz
iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/bin/vtst$ tar -zxvf vtstscripts.tgz
vtstscripts-937/
vtstscripts-937/pos2xyz.py
vtstscripts-937/sum_dos_np
vtstscripts-937/chg2cube.pl
vtstscripts-937/chgsplit.sh
vtstscripts-937/akmcprocess.pl
*
*
*
vtstscripts-937/nebbarrier.pl
iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/bin/vtst$ ls
vtstscripts-937 vtstscripts.tgz
iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/bin/vtst$ cd vtstscripts-937/
iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/bin/vtst/vtstscripts-937$ ls
2con.py center.py diffcon.pl dymanalyze.pl dymseldsp.pl insplot.pl ....
  • 使用vim打开nebresults.pl文件,将58-71行注释掉,或者可以使用sed命令:
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sed -i '58,71s/^/#/g' nebresults.pl

效果如下图:

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57 # Zip the OUTCARs again
58 #print 'Zipping the OUTCARs again ... ' ;
59 #$zip = $ENV{'VTST_ZIP'};
60 #if($zip eq ''){ $zip = 'gzip'; }
61 #
62 #$i = 0;
63 #$string = "00";
64 #while(chdir $string) {
65 # system "$zip OUTCAR";
66 # $i++;
67 # if($i < 10) { $string = "0$i"; }
68 # elsif($i < 100) { $string = "$i"; }
69 # chdir $dir;
70 #}
71 #print "done\n";
  • ~/.bashrc文件中设置脚本的目录:
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iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/bin/vtst/vtstscripts-937$ pwd
/THFS/home/iciq-lq/bin/vtst/vtstscripts-937
  • 复制上面pwd命令的目录,打开~/.bashrc 文件,添加这一行:
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export PATH=$PATH:/THFS/home/iciq-lq/bin/vtst/vtstscripts-937
  • source一下~/.bashrc文件:
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iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/bin/vtst/vtstscripts-937$ . ~/.bashrc
  • 进入计算的目录下,运行nebresults.pl命令,操作如下图:
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iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77$ ls
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 INCAR job_sub KPOINTS NEB.pdb POTCAR slurm-995085.out vasprun.xml
iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77$ nebresults.pl

No OUTCAR in 00
Unziping the OUTCARs ...
iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77$ cp 01/OUTCAR 00
iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77$ nebresults.pl

No OUTCAR in 09
Unziping the OUTCARs ...
iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77$ cp 08/OUTCAR 09
iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77$ nebresults.pl

Unziping the OUTCARs ... done
Do nebbarrier.pl ; nebspline.pl
Do nebef.pl
Do nebmovie.pl
Do nebjmovie.pl
Do nebconverge.pl

Forces and Energy:
0 0.003505 -298.009300 0.000000
1 0.003505 -298.009300 0.000000
2 0.008701 -297.969500 0.039800
3 0.015508 -297.932900 0.076400
4 0.018300 -297.905700 0.103600
5 0.016765 -297.887500 0.121800
6 0.011627 -297.877000 0.132300
7 0.007293 -297.885300 0.124000
8 0.003607 -297.929100 0.080200
9 0.003607 -297.929100 0.080200

Extremum 1 found at image 0.210729 with energy: 0.002874
Extremum 2 found at image 0.788081 with energy: -0.002910
Extremum 3 found at image 6.265931 with energy: 0.132792
Extremum 4 found at image 8.211450 with energy: 0.074781
Extremum 5 found at image 8.788801 with energy: 0.085561

iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77$

上面的那个图在Ubuntu的终端里面,通过gs mep.eps命令可以直接打开。

解释:

1) 使用nebresults.pl脚本的时候,我们需要在0009的文件夹中分别放上初始结构和末态结构所对应的OUTCAR。上面操作中,大师兄把0108中的OUTCAR分别复制到了0009中。

为什么这么做呢?

答:偷懒。原因有2个:

A)之前优化结构都是用到的高密度的K点,直接把OUTCAR拿过来用的话,会出现能量差别很大。做出图来能量很奇怪的样子。如下面的例子所示:

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  iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77/high_k$ ta.sh
00 -321.15187450
01 -298.00935617
02 -297.96955082
03 -297.93296493
04 -297.90579729
05 -297.88754704
06 -297.87700139
07 -297.88531984
08 -297.92917858
09 -321.09850728
iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77/high_k$ nebresults.pl

Unziping the OUTCARs ... done
Do nebbarrier.pl ; nebspline.pl
Do nebef.pl
Do nebmovie.pl
Do nebjmovie.pl
Do nebconverge.pl

Forces and Energy:
0 0.023782 -321.151800 0.000000
1 0.003505 -298.009300 23.142500
2 0.008701 -297.969500 23.182300
3 0.015508 -297.932900 23.218900
4 0.018300 -297.905700 23.246100
5 0.016765 -297.887500 23.264300
6 0.011627 -297.877000 23.274800
7 0.007293 -297.885300 23.266500
8 0.003607 -297.929100 23.222700
9 0.011589 -321.098500 0.053300

Extremum 1 found at image 0.000009 with energy: -0.000000
Extremum 2 found at image 6.265997 with energy: 23.275310

iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77$

看到了没有,上面例子中0108 结构的能量很大。这是因为参考的能量是00的。对于同一个体系,K点大的话,绝对能量更负一些。能量差别太大,导致过渡态的能量变化都可以忽略掉了。

B)当然我们也可以分别对0009对应对的机构算个单点。生成各自对应的OUTCAR,然后再使用nebresults.pl

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iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77$ ta.sh
00 -298.03233582
01 -298.00705385
02 -297.96462657
03 -297.92754864
04 -297.90142637
05 -297.88475532
06 -297.87681445
07 -297.89025285
08 -297.93374021
09 -297.97265721
iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77$
iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77$ nebresults.pl

Unziping the OUTCARs ... done
Do nebbarrier.pl ; nebspline.pl
Do nebef.pl
Do nebmovie.pl
Do nebjmovie.pl
Do nebconverge.pl

Forces and Energy:
0 0.100196 -298.032300 0.000000
1 0.003505 -298.009300 0.023000
2 0.008701 -297.969500 0.062800
3 0.015508 -297.932900 0.099400
4 0.018300 -297.905700 0.126600
5 0.016765 -297.887500 0.144800
6 0.011627 -297.877000 0.155300
7 0.007293 -297.885300 0.147000
8 0.003607 -297.929100 0.103200
9 0.084593 -297.972600 0.059700

Extremum 1 found at image 0.057295 with energy: -0.000155
Extremum 2 found at image 6.265997 with energy: 0.155771

iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77$

仔细观察,你会发现,00010809 的能量差别基本不大。所以上面我们的偷懒做法也是可取的。

敲黑板:

一般在粗算的时候,不用考虑那么多细节,怎么粗怎么弄。所以,我们前面讲的这个懒办法是在粗算情况下的操作。由于高K点的计算我们在优化初末态结构的时候已经有了,所以提高精度的时候就可以直接用了。

本节要求

1) 会提交NEB的计算任务

2) 会使用自己写的或者nebresults.pl脚本查看能量信息。

下一节,我们学习怎么分析这些能量。