Ex77 过渡态任务的提交与查看（一）

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前面的准备工作完成了，INCAR，KPOINTS，POSCAR（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:$LD_LIBRARY_PATH
yhrun -p gsc -n 24 /THFS/opt/vasp/5.4.4_neb/vasp.5.4.4/bin/vasp_std
iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/LVASPTHW/ex77$
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IMAGE中OUTCAR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：

在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
*
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*
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 $dir;
70 #}
71 #print "done\n";
  • 在~/.bashrc文件中设置脚本的目录：
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iciq-lq@ln3:/THFS/home/iciq-lq/bin/vtst/vtstscripts-937$ 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00和09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01和08中的OUTCAR分别复制到了00和09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01到08 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00和09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，00 和 01， 08 和 09 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。