vasp做大体系结构优化(精品文档)

Vasp对大体系的结构优化
ENCUT
vasp运行时间主要消耗在对角化上。

运行时间正比于NBANDS*NPLNW2，前者是能带数目，后者是平面波数目；由于NPLNW∝ENCUT3/2，故运行时间正比于ENCUT3。

运行时间也正比于NELECT3，电子数目三次方。

IALGO
选择对角化算法：
对于小体系，用IALGO=38（Davidson algorithm）；
对于大体系，用IALGO=48（RMM-DIIS）。

可以设置ALGO=very fast or fast。

RMM-DIIS并行效率比Davidson algorithm高一些。

NPAR
如果IALGO=38，则NPAR取1。

对IALGO=48，影响不是特别大，可选2或4，可选节点数，取值越大，内存占用越多。

并行效率总是低于线性叠加效率的，核越多并行效率越低。

所以对于一定核（如20），一定作业（如2个），同时算（每个作业10个核）比先后算（每个作业20个核）要更节约时间。

LREAL 控制赝势能量的非局域部分如何计算(k空间或实空间）。

大体系，如果用集群算，可以考虑让NPAR=节点的CPU数。

LREAL
对k-空间，计算量正比于平面波数目(∝ENCUT3/2*a1*a2*a3)。

小于25个原子，可用K空间。

实空间计算依赖体系大小。

对大体系用LREAL = Auto or LREAL = .Ture. 。

KPAR
设置KPAR为计算节点数或K点数。

KPAR用来设置K点的计算并行度。

每个K点用N/KPAR个核来计算，N为总核数。

核数很多时（>100)，这个参数的影响比较大。

NELECT
NELECT= [real]
Default
NELECT = - (number of valence electrons) 价电子数
NELECT = number of electrons 电子数
Usually you should not set this line -- the number of electrons is determined automatically from POTCAR (ZVAL of the element) and POSCAR (number of the atoms of the respective atom type).
通常这个参数是不需要手动设置的—电子数将自动的从POTCAR（元素的类型）和POSCAR中确定（每种类型原子数）
If the number of electrons is not compatible不匹配with the number derived from来源于the valence化合价and the number of atoms a homogeneous均匀的、同类的background-charge is assumed.
如果电子数与来源于化合价的电子数不一样，就假定这些数目的原子具有均匀的背景电荷。

If the number of ions specified指定in the POSCAR file is 0 and NELECT=n, then the energy of a homogeneous LDA-electron gas is calculated.
如果在POSCAR中指定的离子数是0，NELECT=n，然后计算一个同质LDA电子气。

在计算中遇到算不动的情况，需要适当减小精度。

可以减小收敛精度的一些参数设置：
k点密度减少K点
改变迭代算法（ALGO）大体系，一般ALGO=Very_Fast，IALGO=48
提高高斯展宽（SIGMA增加）SIGMA默认0.2
设置自洽延迟（NELMDL）在一开始计算时初始化的过程中电子非自洽迭代的步数
截断能ENCUT 确定平面波的切断动能。

PREC 确定计算的精度，它决定了ENCUT和ROPT的默认值。

默认设为Medium中等的，V ASP4.5以后的版本可设置的值为Normal普通和Accurate精确
有两个提高并行效率的参数NPAR和KPAR
大体系一般不进行收敛测试了，主要根据小体系的测试值和别人文章的使值来选择比较合适的参数
分步优化：先采用低精度进行优化，比如增大离子步长，降低收敛精度，等收敛之后再提高精度进行精优化，这样相对比较可能会快一些
对于大的体系，还是分步来优化好:
1)先把EDIFF EDIFFG弄大一点，设置POTIM=0.1，NSW的步数也设小一点，IALGO=48，ISIF=2，采
用2*2*1的k点先做一个优化。

2)然后把EDIFF EDIFFG弄小一点，设置POTIM=0.2，NSW=1000，把IALGO去掉，采用大一点的k
点，ISIF=4（二维），进行第二次优化。

截断能对计算速度的影响有多大？
截断能取得大，电子波函数的平面波展开中就要取更多的项。

平面波越多，计算量就越大。

截断能是表示平面波展开后取到多大能量的平面波，对于高能部分，展开后所占的比例非常小，而且影响计算速度，所以并不是截断能越大越好。

这是一个两相竞争的问题。

一般用POTCAR中的ENMAX即可，若做静态等计算，可适当调大些。

控制参与计算的平面波的个数，截断能越大，所参与的平面波就越多，计算的精度当然会随之提高，然而，在超过一定的数值后，计算的结果没有实质的变化，反而计算的时间却增加了。

这个一定要测试的。

还是要把计算理论好好看看的。

后面需要用到的次数可能还会很多，科研不是做一天两天的事情。

完全有必要找一个合理的截断能。

否则写文章的时候，你直接写个很大的截断能（准确性没问题），但是会让人怀疑你对计算的理解，其他的结果都可能被怀疑了。

一般，认为截断能越大，k点设置越多，收敛精度越高，收敛会越慢，但是准确度不一定越高。

因此有必要做一些此类参数的测试。

一般会这些参数大概会有个能量收敛的趋势。

就是设置到某个临界参数，能量几乎变化很小。

而参数再增加，只是增加计算量，而准确度没有变化。

优化时可以用ISMEAR=0，最后静态的时候再用-5，这样有些错误就不会发生。