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xirainbow

木虫 (正式写手)

[交流] 【原创】The meaning of nband 已有1人参与

MS版上发了个贴,讨论nband的意义
PWscf也牵涉到这个问题。

以下为我自己的理解,其中最后一段有待商榷
原帖网址:http://blog.sina.com.cn/s/blog_5f15ead20100e1l5.html
由于上传图片比较麻烦
所以原帖中的很多公式我没有上传
有兴趣的可以去博客上看;)

This is my second try. I spend almost two days to get some progress in understanding of Davidson diagonalization. I am not interested in Davidson method itself. But without knowing it, you can not understand the real meaning of parameter "nband".



    在计算中指定了截止动能,对于一个固定的k点,也就意味着指定了有多少个G(=2pi/a的整数倍)参与傅立叶变换(假设为M个)。而G的个数就是相应哈密顿量的维度,M*M维。通常M是非常大的,而我们只需要知道较低的几个被占据的能级,即可求出总能等一些列刚兴趣的物理量。因此直接对M*M维的哈密顿量进行对角化是不合适的。所以需要采用迭代的方法来求解几个低能的本征值和本征能量即可。

      其实迭代方法在矩阵对角化中是非常常用的数值计算方法,他可以通过迭代的方式只求出某一个或者几个本征值。Davidson是其中一个非常出名的,因为他在量子力学中取得了很大的成功,这个成功来源于量子力学的哈密顿矩阵通常都是稀疏的,就是非对角元很多都是0,或者接近0。

      当nband被指定后,本征方程的就被给定。。本征方程的维度N应该是等于nband的。此时N远小于有ecutwfc决定的G的个数,即H的维度M*M。而波函数psi则是由M个平面波的叠加。

      然后求得对初始猜测波函数的修正。这样的修正波函数作为独立的基矢,加入到初始猜测的N个波函数上,构成N+1维的子空间。如果对N个初始猜测波函数均采用这种办法,则得到2*N维的子空间。然后,在2*N维的子空间中求得H矩阵,并对其对角化,比较前N个本征值是否有变化,判定是否收敛。
(本征方程的维度是否在不断扩大,有待商榷)
纳米盘下载:
http://d.namipan.com/sd/1558396

[ Last edited by wuli8 on 2009-12-22 at 19:13 ]
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老虎大王

木虫 (著名写手)


小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
嗯..那么,计算当中如何设置这个Nband呢?
2楼2009-12-22 17:17:38
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zxzj05

荣誉版主 (著名写手)

可以优化nband
储氢家族欢迎储氢研究者!
3楼2009-12-22 17:21:06
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xirainbow

木虫 (正式写手)

★ ★
aylayl08(金币+2):谢谢解答 2010-02-18 09:31
引用回帖:
Originally posted by 老虎大王 at 2009-12-22 17:17:
嗯..那么,计算当中如何设置这个Nband呢?

通常
绝缘体,nband=total electron/2
金属,nband=total electron/2+total electron/10
4楼2009-12-22 17:43:52
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xirainbow

木虫 (正式写手)

引用回帖:
Originally posted by zxzj05 at 2009-12-22 17:21:
可以优化nband

不懂您 的意思:)
5楼2009-12-22 17:45:05
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想念你的歌27

铁虫 (初入文坛)


小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
是否需要加一定的空带数?
6楼2009-12-22 18:58:05
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xirainbow

木虫 (正式写手)


freshgirl(金币+1,VIP+0):谢谢参与~ 12-23 22:44
引用回帖:
Originally posted by 想念你的歌27 at 2009-12-22 18:58:
是否需要加一定的空带数?

绝缘体不用
金属用
7楼2009-12-23 14:01:05
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goldenfisher

金虫 (著名写手)

★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
aylayl08(金币+2):谢谢解答 2010-02-18 09:32
在pwscf中,必须保证nbnd小于平面波个数。当这个条件满足时,davidsion适用,当这个条件不满足时,只能求助于CG方法了。
8楼2010-02-09 19:19:25
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xirainbow

木虫 (正式写手)

★ ★
aylayl08(金币+2):谢谢交流 2010-02-18 09:32
引用回帖:
Originally posted by goldenfisher at 2010-02-09 19:19:25:
在pwscf中,必须保证nbnd小于平面波个数。当这个条件满足时,davidsion适用,当这个条件不满足时,只能求助于CG方法了。

平面波的个数取决于ecut和正格式的大小

比如,单包内只有两个碳原子的graphene
虽然总电子数目只有8个,但是当ecut=60时,
G的数目居然达到133421
哇!13万啊!

所以,你说的“nbnd小于平面波个数”通常不会出现。
9楼2010-02-09 22:44:31
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goldenfisher

金虫 (著名写手)

★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
aylayl08(金币+1):谢谢交流讨论 2010-02-18 09:34
nbnd的个数必须远远小于平面波个数,通常来说满足,但是很多时候还是不满足的,比如高温的时候。

你可以看看pwscf的mail-list,很多人也在讨论这个问题
10楼2010-02-10 09:12:15
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