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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 第一性原理 » Vasp&MedeA » gibbs程序计算热力学性质的具体用法
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happy小海

新虫 (小有名气)

[求助] gibbs程序计算热力学性质的具体用法 已有1人参与

gibbs程序windows版在算热力学性质时，命令窗口应该输入一些什么指令？
按照英文用户说明书准备好的EV文件test01如下，输入readEVdata（test01）等没有反应，
test01.dat：
# volume ang^3
# energy ry
# nelectrons 2
# z 4
31.5176 -14.5664202
32.4533 -14.5804702
33.4073 -14.5938196
34.3799 -14.6065011
35.3711 -14.6185620
36.3812 -14.6300054
37.4103 -14.6408790
对程序运行、编译知识很匮乏，英文说明书看的听糊涂，我想问下我哪里出错了，该怎么做？
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1楼 2013-12-01 21:14:05
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souledge

专家顾问 (著名写手)
★ ★ ★ ★ ★
franch: 金币+5, 捍卫原创。。。 加金币～ 2013-12-02 22:18:19
LS的抄得真爽……这不是我写的原文么……
赞一下(4人) 回复此楼
思想重于技巧，内涵重于表象
3楼2013-12-01 22:57:54
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baowanrui110

铁杆木虫 (知名作家)

神虫浮云

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
franch: 金币+2, 谢谢回帖交流 2013-12-02 22:17:33
happy小海: 金币+2, ★★★很有帮助 2013-12-06 15:47:45
首先，本软件基于Quasi-Harmonic Debye模型，与声子谱计算后的QHA模型起源于相同的公式。这是由于在统计热力学中，零点和振动自由能只能被定义为声子在FBZ内的积分。
其次，本软件使用其他第一性原理计算得到的E-V曲线和弹性泊松比来拟合EOS并且进一步拟合热力学性能。具体的是把声子与声速进行关联，分类成纵/横两种声速，然后纵/横声速又对应了弹性常数C11和C12（仅限各向同性材料，其只有两个相互独立的弹性常数C11和C12），从而完成了声子的积分。
第三，本软件计算效率非常高，无论多么大的体系，只要有E-V曲线，有泊松比，就可以在一秒内得到想要的热力学结果，不占空间不占时间。
第四，2004年左右发布的Gibbs程序使用Fortran 90写成，本此发行的使用bash脚本，不需要进行编译。具体的使用方法可参考Doc中的用户手册。
Gibbs第一版的发布文献：M.A.Blanco, E.Francisco, and V.Luana, Comput. Phys. Commu. 158, 57 (2004)
Gibbs第二版的发布文献：A.Otero-de-la-Roza and V. Luana, Comput. Phys. Commu. 182, 1708-1720 (2011)
           A.Otero-de-la-Roza and V. Luana, Comput. Phys. Commu. 182, 2232-2248 (2011)
文献和软件都附加在了附件中。
顺便提一下个人的观点，不见得正确，还希望有大牛来补充和说明：Debye模型提出的时间是非常早的，至少是在能够计算完整声子谱之前就已经存在的，不知道最早是怎么使用的，但是比较早的计算方面的应用，可以回溯到1988年，由纽约IBM工作的Moruzzi和Janak及维也纳科技大学的Schwarz发表在Phys Rev B, Volume 37, Number 2的论文Calculated thermal Properties of Metals。不知道是否是注意到了Debye模型中对弹性常数的各向同性近似，作者只在文章中计算了与各向同性最相近的立方结构的金属单质（立方体系中有三个相互独立的弹性常数C11，C12和C44）。后来在声子色散谱的计算大量普及之前，也有不少人结合LMTO、LCAO等计算方法，配合Debye模型计算热力学性能的。至于现在，基本主流都是使用声子色散谱+QHA的方法了，在Quantum-ESPRESSO中，甚至给出了三阶非谐波的计算（d3.x）。
另外，由于忽略了声子的计算，也就同时忽略了动力学稳定性的检验，比如虚频的问题。从原始公式可以知道，吉布斯函数中的零点能和振动自由能是需要对声子进行积分的，而虚频的存在则会让公式失去计算意义。但是Debye模型则可以“overcome”这个问题，在我个人看来，这就好像比较ln(-5)和ln(-2)的大小，使用ln(a)=0.5*2ln(a)=0.5*ln(a^2)然后得到ln(-5)>ln(-2)一样不靠谱～
至于E-V的取值，由于EOS对参数非常敏感，所以取值的密度和广度都对最终结果有着非常巨大的影响，如果是为了拟合已有的实验数据或者QHA计算数据，还是比较容易多快好省的做到的。作者使用自己的Gibbs2，在Phys. Rev. B, 84, 024109 (2011)上也发表了一篇文章。不过从我个人观察的来看，除非原创性的，否则比较少见使用该方法的高水平文章。
总之，这样的方法总的来说还是比较考验人的～当然，如果作为对实验的粗略预测，还是有不错的应用的。
最后一说的是，Debye模型一般不被计算领域的人承认为第一性原理方法的。
再补充个第一版的Gibbs，这样就从拟合到计算齐活了~
为照顾部分Windows用户，特此推出编译好的Windows版Gibbs v1.0程序，但是仅限于64-bit的Windows用户使用。
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你必须非常努力，才能看起来还不费力。
2楼2013-12-01 21:59:02
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happy小海

新虫 (小有名气)
引用回帖:
3楼: Originally posted by souledge at 2013-12-01 22:57:54
LS的抄得真爽……这不是我写的原文么……

太赞了，你回我的帖子了，知道这个软件就是看的楼上贴出的你的那个帖子，附件我都下下来了，但源代码里有很多错误，自己改程序的能力约等于0，给老师看了一下老师说自己学一下试着慢慢改一改%>_<%，正在想办法呢，你是用源代码在matlab中运行出来的吗，还有一个包里有gibbs1.0exe程序，那是编译好的吗？可以直接用吗？用什么命令呢？
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4楼2013-12-02 20:16:37
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happy小海

新虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by baowanrui110 at 2013-12-01 21:59:02
首先，本软件基于Quasi-Harmonic Debye模型，与声子谱计算后的QHA模型起源于相同的公式。这是由于在统计热力学中，零点和振动自由能只能被定义为声子在FBZ内的积分。
其次，本软件使用其他第一性原理计算得到的E-V ...

感谢回帖，这个帖子我看到过
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5楼2013-12-02 20:17:50
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