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【讨论】关于针对CASTEP收敛问题的参数调试总结。
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大家好： 我根据自己在计算过程中遇到的收敛性的问题，做了一点关于CASTEP计算参数调试的总结。当然，这些只是我的个人心得体会，大家如果觉得有什么问题请提出指正，或是如果有自己独到的见解，请跟帖加上来，供大家一起学习提高。 如果计算在Max. cycle全部用完之后仍然不能收敛，要先查看一下 但多数情况下，我们会发现，能量并没有比刚开始计算时的能量有明显下降，而是围绕着某个平均值在反复地震荡，而且震动幅度也没有减小。那说明是参数设定的问题，此时就算再怎么增加Max. cycle的数值，计算最终还是不会收敛的。 这个时候，最好是增加energy cutoff的数值，降低K point set的数值，增加smearing width数值（当然，如果通过调试前两个数值就可以使计算收敛的话，就最好不要动这个数值）。 再有，如果计算是使用的density mixing的话，那要将mix_charge_amp，mix_spin_amp的数值降低，将mix_energy_cutoff的数值增加到energy cutoff数值的3到4倍，增加mix_history_length的数值。 当然，如果调试上面的参数仍然发现收敛很辛苦的话，就将mixing scheme转成All Band/EDFT,这会解决收敛问题，但是计算时间将会是使用density mixing计算所用时间的3倍以上。 |
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| The default density mixing settings use Pulay mixing and conjugate-gradient minimization of each electronic state. You should only attempt to change these parameters if SCF convergence is very poor. Sometimes it helps to reduce the length of the DIIS history from the default value of 20 to a smaller value (5-7). It might also be helpful to decrease the mixing amplitude from the default value of 0.5 to 0.1-0.2. |
50楼2011-04-26 20:01:27
3楼2009-11-20 11:09:44
★★★★★ 五星级,优秀推荐
★ ★ ★
wuli8(金币+3,VIP+0):3ks 11-20 13:00
wuli8(金币+3,VIP+0):3ks 11-20 13:00
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总结的挺好的，但是指出几点不足，即： 1. 参数调试过于经验化，如果楼主能结合对程序原理的认识， 或许能够把每个参数调节的意义给阐述的更为清晰些； 从优化算法， 体系特性， 物理过程等方面着手来进行分析， 或许可以得到更加全面的认识（如果楼主能够结合上述内容对CASTEP收敛进行详细的分析和总结的话，我会考虑接受楼主的文章，并且发表在小木虫计算与模拟研究RCS期刊上）。 2. 建议楼主在进行平面波DFT优化之前，通过其他的办法， 比如经典力学优化以及DMol中局域波函数进行优化， 这样的话，可以帮助CASTEP在最短的时间内找到合适的最小值， 也就是通常意义上说的加快收敛。 |
4楼2009-11-20 11:13:07
★★★★★ 五星级,优秀推荐
★ ★ ★
wuli8(金币+3,VIP+0):3ks 11-20 13:02
wuli8(金币+3,VIP+0):3ks 11-20 13:02
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great! 其实在做收敛速度无非是两个目的：１，计算精度要高；２计算速度要快． 一般平面波程序，在计算精度上，主要需要测试ecut(倒空间的最大平面波截断，理论上要求无穷大，因为那样基矢才是完备的．但实际上不需要，也做不到)．还有就是ｋ点取样．理论上要计算无穷个ｋ点，但实际也不可能．我觉得应该先测试ecut,因为你首先要保证每个ｋ点能量是正确的．然后再测试ｋ点．其实到了，最后即使ｋ点取的很大的时候，还是有很大的误差的，这主要来自于系统误差．所以有时候，会造成震荡的情况，这主要还是由于ｅｃｕｔ太小，或者是有的ｋ点根本就难以算准．这个时候，如无特殊需要，基本就认为它收敛了．除非你想要在０．１ｍｅＶ的误差． 但是根据我的想法，我就不认为它能将计算精度控制在０．１ｍｅＶ．即使收敛测试达到了．（当然,这是个人看法！） 第二，就是计算速度．因为目前ＤＦＴ主要还是用自洽的方法，在理论上应该是用新的电荷密度等于旧的电荷密度，但实际上如果这样做，一是收敛很慢，二是容易形成震荡情形。一般的做法是rho_in=mix*tho_old+(1-mix)*rho_old。（具体到每个程序，肯定是做法不同了。）一般认为mix=0.3比较合理。这样收敛的非常快。 所以很多程序在测试各种mix的时候，就是在测试这个。 最后，选择合适的参数。在你所需要的精度范围内，最快的计算。 我们的目的是要解决问题，有时候不需要那么精确。 |
5楼2009-11-20 12:41:51
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