vasp地分子动力学模拟

合集下载

VASP遇到小总结问题

VASP 计算的过程遇到的问题01、第一原理计算的一些心得（1）第一性原理其实是包括基于密度泛函的从头算和基于Hartree-Fock自洽计算的从头算，前者以电子密度作为基本变量（霍亨伯格-科洪定理），通过求解Kohn-Sham方程，迭代自洽得到体系的基态电子密度，然后求体系的基态性质；后者则通过自洽求解Hartree-Fock方程，获得体系的波函数，求基态性质；评述：K-S方程的计算水平达到了H-F水平，同时还考虑了电子间的交换关联作用。

（2）关于DFT中密度泛函的Functional，其实是交换关联泛函包括LDA，GGA，杂化泛函等等一般LDA为局域密度近似，在空间某点用均匀电子气密度作为交换关联泛函的唯一变量，多数为参数化的CA-PZ方案；GGA为广义梯度近似，不仅将电子密度作为交换关联泛函的变量，也考虑了密度的梯度为变量，包括PBE,PW,RPBE等方案，BL YP泛函也属于GGA；此外还有一些杂化泛函，B3L YP等。

（3）关于赝势在处理计算体系中原子的电子态时，有两种方法，一种是考虑所有电子，叫做全电子法，比如WIEN2K中的FLAPW方法(线性缀加平面波)；此外还有一种方法是只考虑价电子，而把芯电子和原子核构成离子实放在一起考虑，即赝势法，一般赝势法是选取一个截断半径，截断半径以内，波函数变化较平滑，和真实的不同，截断半径以外则和真实情况相同，而且赝势法得到的能量本征值和全电子法应该相同。

赝势包括模守恒和超软，模守恒较硬，一般需要较大的截断能，超软势则可以用较小的截断能即可。

另外，模守恒势的散射特性和全电子相同，因此一般红外，拉曼等光谱的计算需要用模守恒势。

赝势的测试标准应是赝势与全电子法计算结果的匹配度，而不是赝势与实验结果的匹配度，因为和实验结果的匹配可能是偶然的。

（4）关于收敛测试（a）Ecut，也就是截断能，一般情况下，总能相对于不同Ecut做计算，当Ecut增大时总能变化不明显了即可；然而，在需要考虑体系应力时，还需对应力进行收敛测试，而且应力相对于Ecut的收敛要比总能更为苛刻，也就是某个截断能下总能已经收敛了，但应力未必收敛。

分子动力学模拟

分子动力学模拟分子动力学模拟是一种重要的计算方法，用来研究分子体系的运动和相互作用。

该方法基于牛顿力学和统计力学的原理，通过数值模拟来预测和描述分子在不同条件下的行为。

在分子动力学模拟中，通过计算每个分子的受力和相互作用，可以得到关于分子位置、速度和能量等物理量的时间演化。

这些信息可以被用来研究分子体系的动力学、热力学和结构性质等。

为了进行分子动力学模拟，需要确定分子的力场和初始状态。

力场是一组描述分子分子间相互作用的数学函数，包括键的强度、键角的刚度、电荷分布等。

初始状态则是给定分子的初始位置和速度。

在分子动力学模拟中，分子受到的力主要来自于势能函数的梯度。

通过运用牛顿运动方程，可以计算得到每个分子的加速度，并进一步更新位置和速度。

这个过程重复进行，直到达到所需的模拟时间。

分子动力学模拟可以用来研究各种不同类型的分子体系。

例如，可以模拟液体中分子的运动和结构，以研究其流变性质和相变行为。

还可以模拟气体中分子的运动和相互作用，以研究化学反应和传输过程。

此外，分子动力学模拟还可以用来研究固体材料的力学性质和热导率等。

通过模拟材料内部原子的动力学行为，可以计算材料的弹性模量、杨氏模量等力学性质。

同时，还可以计算材料的热导率，从而了解其热传导性能。

分子动力学模拟已经成为了许多领域的重要工具。

它在材料科学、生物科学、化学工程和环境科学等领域中都得到了广泛应用。

通过模拟和理解分子体系的行为，我们可以更好地设计新材料、药物和催化剂，以及解决各种科学和工程问题。

然而，分子动力学模拟也有一些局限性。

首先，模拟的时间尺度受到限制，通常只能模拟纳秒或微秒级别的时间。

其次，模拟的精度也受到一定的限制，特别是在处理量子效应和极化效应等方面。

为了克服这些限制，研究人员正在发展和改进分子动力学模拟的方法。

例如，开发更精确的势能函数和更高效的计算算法，可以提高模拟的时间尺度和精度。

同时，与实验相结合，通过验证和修正模型，也可以提高模拟的可靠性和预测能力。

VASP参数设置详解

VASP参数设置详解VASP（Vienna Ab initio Simulation Package）是一种用于计算材料和表面的第一性原理分子动力学（MD）和电子结构计算的软件程序。

它是一个功能强大且广泛应用的工具，可用于研究诸如能带结构、电子密度、总能量、力和应力等性质。

为了得到准确的计算结果，合适的参数设置非常重要。

以下是一些关键的VASP参数，以及它们的详细解释。

1.ENCUT（截断能）ENCUT是用于计算波函数的能量截断值。

它控制VASP计算中所使用的平面波基组的能量截断。

较高的截断能可提高计算结果的准确性，但同时也会增加计算的时间和资源消耗。

通常，ENCUT的值应在200到800eV之间选择，并根据体系的特点进行调整。

2.ISMEAR（态的展宽）ISMEAR参数用于控制态的展宽，即Gaussian函数用于展宽费米面附近的电荷分布。

它通常选择为0（对金属材料）或-5（对绝缘体和半导体材料）。

同时，SIGMA参数也需被设置为一个适当的值，以控制态的展宽。

3.IBRION（晶格弛豫类型）IBRION参数用于控制晶格弛豫的类型。

对于静止的体系，IBRION应设置为-1；对于晶胞形状和体积的弛豫，使用2；对于原子位置的弛豫，使用1、此外，ISIF参数用于指定对称性约束的条件，可以根据需要进行设置。

4.NSW（步数）NSW参数用于控制分子动力学（MD）计算中的步数。

步数越大，计算的结果越准确，但计算时间也会随之增加。

根据研究需求，可以选择适当的步数进行计算。

5.EDIFFG（势场截止值）EDIFFG参数用于控制在每个步骤中结构优化时原子之间相对位移的收敛标准。

它表示两个连续构型之间最大原子位移的标准，较小的值通常会导致更精确的结果。

6.KPOINTS（k点网格）KPOINTS参数用于控制在计算布里渊区积分时所使用的k点网格。

它决定了计算的精度和效率。

理想情况下，应选择一个高度对称的k点网格，以保证准确性。

vasp的分子动力学模拟精修订

v a s p的分子动力学模拟集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#vasp的分子动力学模拟2010-01-15 02:26:36 阅读57 评论0 字号：大中小vasp做分子动力学的好处，由于vasp是近些年开发的比较成熟的软件，在做电子scf 速度方面有较好的优势。

缺点：可选系综太少。

尽管如此，对于大多数有关分子动力学的任务还是可以胜任的。

主要使用的系综是 NVT 和 NVE。

下面我将对主要参数进行介绍！一般做分子动力学的时候都需要较多原子，一般都超过100个。

当原子数多的时候，k点实际就需要较少了。

有的时候用一个k点就行，不过这都需要严格的测试。

通常超过200个原子的时候，用一个k点，即Gamma点就可以了。

INCAR：EDIFF 一般来说，用1E-4 或者1E-5都可以，这个参数只是对第一个离子步的自洽影响大一些，对于长时间的分子动力学的模拟，精度小一点也无所谓，但不能太小。

IBRION=0 分子动力学模拟IALGO=48 一般用48，对于原子数较多，这个优化方式较好。

NSW=1000 多少个时间步长。

POTIM=3 时间步长,单位fs, 通常1到3.ISIF=2 计算外界的压力.NBLOCK= 1 多少个时间步长，写一次CONTCAR，CHG和CHGCAR，PCDAT. KBLOCK=50 NBLOCK*KBLOCK 个步长写一次 XDATCAR.ISMEAR=-1 费米迪拉克分布.SIGMA = 单位:电子伏NELMIN=8一般用6到8, 最小的电子scf数.太少的话,收敛的不好.LREAL=AAPACO=10 径向分布函数距离, 单位是埃.NPACO=200径向分布函数插的点数.LCHARG=F 尽量不写电荷密度,否则CHG文件太大.TEBEG=300初始温度.TEEND=300 终态温度。

不设的话，等于TEBEG.SMASS -3NVE ensemble;-1 用来做模拟退火。

个人非常好的VASP学习与总结

个人非常好的VASP学习与总结VASP（Vienna Ab initio Simulation Package）是一种用于计算材料电子结构和材料性质的第一性原理软件包。

它是由奥地利维也纳大学的Peter Blöchl教授和Jürgen Hafner教授等人开发的。

VASP广泛应用于材料科学、凝聚态物理、表面科学、催化化学等领域，并且已成为当前计算材料科学研究中的重要工具。

我的VASP学习与总结主要包括以下几个方面：一、理论基础在学习VASP之前，我首先了解了从头计算的理论基础。

这包括了量子力学、自旋极化的密度泛函理论、平面波基组和赝势等关键概念。

我通过阅读相关文献和教材，深入理解了这些理论基础，并通过编程实现了一些基本的从头计算算法，如Hartree-Fock法和密度泛函理论。

二、VASP软件架构和输入文件学习VASP的过程中，我详细了解了VASP的软件架构和输入文件的格式。

VASP的软件架构分为主程序和一系列的预处理工具、后处理工具和与其他软件的接口。

对于输入文件，我了解了INCAR文件中的各种参数，如体系的描述、计算方法、收敛准则等；POSCAR文件中的晶体结构描述；KPOINTS文件中的k点网格描述等。

我还学习了如何使用VASP进行周期性边界条件下的能带计算、电子密度计算和弛豫力计算等。

三、VASP计算结果的解析和可视化VASP计算得到的结果需要进一步解析和可视化。

我学习了使用一些常用的后处理工具，如VASP可视化工具、VESTA和XCrysDen等，来分析和可视化VASP计算的结果。

这些工具可以帮助我理解晶体结构、电子能带结构以及电荷分布等。

四、VASP参数优化和计算效率为了得到准确的计算结果，我尝试了调整VASP计算中的一些参数，如波函数截断、k点密度、能量收敛准则等，以获得更准确的计算结果。

此外，我还学习了使用并行计算技术来提高VASP计算的效率，如MPI和OpenMP等，并了解了VASP在高性能计算集群上的使用方法。

VASP计算方法

VASP计算方法VASP是维也纳第一原理模拟计算软件的缩写。

它是一种基于密度泛函理论的材料模拟计算方法，广泛应用于化学、物理、材料科学等领域。

VASP使用基于平面波展开（plane wave basis）的赝势（pseudopotentials）方法来描述材料中的电子结构。

其核心思想是将电子波函数以平面波的形式展开，并采用赝势来模拟电子的相互作用。

这种方法能够高效地计算含有数百个原子的系统的电子结构和相关性质。

在VASP中，首先需要确定材料的晶体结构。

用户可以通过输入晶体结构的空间群信息和原子坐标来定义体系的几何信息，还可以指定晶胞的尺寸和形状。

然后，通过选择适当的波函数和赝势，可以定义计算模型并进行模拟计算。

VASP计算可以分为一系列的步骤，包括结构优化、静态能量计算、力学性质计算等。

首先，通过结构优化，可以找到体系的最稳定结构和原子位置。

随后，通过静态能量计算，可以计算材料的能带结构和密度态。

在静态计算的基础上，还可以计算材料的力学性质，如弹性常数、声子谱等。

此外，VASP还可以进行分子动力学模拟和绝对零度的自由能计算。

在VASP计算中，还需要设置一些计算参数来优化计算性能和结果的准确性。

例如，可以通过设置波函数的能量截断来控制展开平面波的数目，提高计算效率。

还可以选择适当的赝势来模拟材料中的电子相互作用。

此外，还可以通过设置自旋极化和计算参数等，扩展VASP的应用范围和处理领域。

除了常规计算方法外，VASP还提供了一些高级计算功能，如HSE06方法和GW近似方法等。

这些方法可以进一步提高计算结果的准确性和可靠性。

总之，VASP是一种强大而灵活的第一原理模拟计算方法，可用于研究和预测各种材料的性质和行为。

通过调整计算参数和采用适当的计算模型，可以在各种材料科学领域中开展深入的研究，并帮助解决实际问题。

vasp与lammps学习资料2020年

LAMMPS分子动力学模拟技术与应用课程内容一、LAMMPS基础1分子动力学模拟入门理论——掌握lammps的in文件中各命令的意义1.1系综理论1.2主要算法介绍1.3积分步长的选取1.4温度和压力控制1.5周期性边界条件1.6分子动力学模拟流程二、LAMMPS入门学习2LAMMPS入门操作基础2.1Linux命令入门基础——熟练掌握LAMMPS所用的Linux命令2.2LAMMPS中一些安装包的介绍——为以后创建自己体系进行选择性安装2.3LAMMPS的linux版串行和并行及GPU版编译安装——掌握LAMMPS的编译方法，针对自己体系编译可执行文件。

2.4LAMMPS的in文件结构格式、基本语法及常用命令讲解、data文件格式。

2.5LAMMPS实例讲解。

实例操作：在linux系统编译安装自己的LAMMPS可执行程序。

三、LAMMPS进阶学习MMPS各种参数计算3.1颗粒模拟3.2可视化快照3.3弹性常数模拟3.4计算热导率3.5计算粘度3.6计算均方位移3.7计算径向分布函数3.8计算扩散系数3.9计算能量数据3.10Lammps常见错误及解决途径实例操作：学员结合自己的科研方向，选择运行契合自己研究方向的例子四、Lammps的建模4LAMMPS建模——掌握基本操作流程4.1掌握lattice命令建立晶体模型4.2Packmol建模语法学习及实操4.3Material Studio建模学习及实操4.4VMD建模学习及实操实例操作：把上述实操模型转换成lammps的data文件五、从examples的简单例子，到完成自己的科研课题5通过examples中的例子，理解要模拟对象的物理意义5.1运行examples\flow到建立水分子在石墨烯片层(碳纳米管)内的流动模拟5.2运行examples\shear到石墨烯力学性质模拟5.3运行examples\friction到金属/合金的摩擦模拟5.4特殊结构的模拟建模（C60系列模型）实例操作：学员探索由简单例子到自己科研课题的模拟过程六、环氧树脂在二氧化硅表面吸附建模(CVFF力场)6环氧树脂在二氧化硅表面吸附吸能的影响模拟过程6.1创建构型文件6.2建立输入脚本6.3运行能量最小化及体系的预松弛6.4压缩盒子达到指定的密度（针对不同研究体系掌握压缩方法的不同，并掌握判断方法和依据）6.5模拟步骤：包括能量最小化-NVT 平衡-NPT 平衡-对研究目标的性质进行长时间轨迹平衡-输出研究所关心的性质。

分子动力学模拟

分子动力学模拟分子动力学模拟：解开分子世界的奥秘分子动力学模拟是一种模拟分子间相互作用和运动的计算方法，利用数学算法和计算机模拟技术，可以研究原子和分子的行为。

它已经成为物理学、化学、生物学等领域研究中不可或缺的工具。

本文将介绍分子动力学模拟的原理、应用以及未来发展方向。

一、分子动力学模拟的基本原理分子动力学模拟是基于牛顿力学和统计力学的基本原理进行的。

它假设分子是由原子构成的，每个原子受到的势能和力可以通过计算得到。

通过计算分子系统中的粒子的速度和位置，可以模拟其运动和变化。

模拟过程中，使用时间步长将时间分割为很小的片段，通过求解经典牛顿定律方程的数值解来模拟粒子在力场中的运动。

二、分子动力学模拟的应用领域1. 材料科学领域分子动力学模拟在材料科学中有着广泛的应用。

通过模拟不同条件下原子和分子的运动，可以探究材料的结构、力学性质、热学性质等。

例如，可用于研究材料的疲劳性能、塑性变形机制以及材料的断裂行为等。

通过对材料的分子动力学模拟，可以对材料的特性进行预测和优化，为材料设计和制造提供指导。

2. 生物科学领域分子动力学模拟在生物科学领域的应用也非常广泛。

可以将分子动力学模拟应用于药物设计中，通过模拟药物与受体之间的相互作用，预测药物在生物体内的活性和选择性。

此外，分子动力学模拟还可以用于研究蛋白质的折叠机理、蛋白质-核酸相互作用等生物过程，以及研究细胞膜对物质的输运和分析等。

三、分子动力学模拟的挑战和未来发展方向虽然分子动力学模拟在理论和应用上取得了显著进展，但仍然面临一些挑战。

首先，大规模系统的模拟需要耗费大量的计算资源和时间，限制了研究的扩展性。

其次，精确描述原子与分子之间的相互作用仍然是一个困难的问题，当前的力场模型和参数化方法仍有提升空间。

此外，由于分子动力学模拟是一个数值计算方法，误差的累计可能导致模拟的不准确性。

因此，提高计算精度和效率仍然是未来发展的方向。

未来的发展方向之一是结合机器学习和深度学习等人工智能技术，将其应用于分子动力学模拟中。

vasp做分子动力学

vasp做分子动力学的好处，由于vasp是近些年开发的比较成熟的软件，在做电子scf速度方面有较好的优势。

缺点：可选系综太少。

尽管如此，对于大多数有关分子动力学的任务还是可以胜任的。

主要使用的系综是NVT和NVE。

下面我将对主要参数进行介绍！一般做分子动力学的时候都需要较多原子，一般都超过100个。

当原子数多的时候，k点实际就需要较少了。

有的时候用一个k点就行，不过这都需要严格的测试。

通常超过200个原子的时候，用一个k点，即Gamma点就可以了。

INCAR：EDIFF 一般来说，用1E-4或者1E-5都可以，这个参数只是对第一个离子步的自洽影响大一些，对于长时间的分子动力学的模拟，精度小一点也无所谓，但不能太小。

IBRION=0 分子动力学模拟IALGO=48 一般用48，对于原子数较多，这个优化方式较好。

NSW=1000 多少个时间步长。

POTIM=3 时间步长,单位fs,通常1到3.ISIF=2 计算外界的压力.NBLOCK= 1 多少个时间步长，写一次CONTCAR，CHG和CHGCAR，PCDAT. KBLOCK=50 NBLOCK*KBLOCK个步长写一次XDATCAR.ISMEAR=-1 费米迪拉克分布.SIGMA =0.05 单位:电子伏NELMIN=8 一般用6到8,最小的电子scf数.太少的话,收敛的不好.LREAL=AAPACO=10 径向分布函数距离,单位是埃.NPACO=200 径向分布函数插的点数.LCHARG=F 尽量不写电荷密度,否则CHG文件太大.TEBEG=300 初始温度.TEEND=300 终态温度。

不设的话，等于TEBEG.SMASS -3 NVE ensemble；-1 用来做模拟退火；大于0 NVT 系综。

///////////////////////////////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////////////////////////////////////////// 1)收敛判据的选择结构弛豫的判据一般有两种选择：能量和力。

VASP几个计算实例

VASP几个计算实例VASP（Vienna Ab initio Simulation Package）是一种用于电子结构计算的软件包，广泛应用于固体物理、材料科学、化学等领域。

下面将介绍几个使用VASP进行计算的实例。

1.晶体结构优化晶体结构优化是材料科学中的常见任务，其目的是通过调整晶格参数和原子位置来寻找能量最低的晶体结构。

VASP可以用于计算晶体的总能量和力。

在VASP中，可以使用数值优化算法，如共轭梯度法或拟牛顿法，迭代调整晶格参数和原子位置，直到找到最低能量的结构。

2.原子表面吸附原子在固体表面上的吸附可以影响材料的性质和反应活性。

使用VASP，可以计算原子在表面上的位置和附着能，以研究吸附的稳定性和反应特性。

通过优化原子的位置，可以获得吸附位点和吸附能垒，这对于设计催化剂和研究表面反应机理非常重要。

3.力场参数优化力场是描述分子和固体中原子之间相互作用的经验势能函数。

使用VASP，可以通过计算分子或固体的电子结构和力学性质来优化力场参数。

对于有机分子，可以通过比较实验数据和计算结果来优化分子力场参数，以获得更准确的分子模拟结果。

4.分子动力学模拟分子动力学模拟是研究分子在一段时间内随时间演化情况的常用方法。

VASP能够提供分子动力学模拟所需的能量和力信息。

通过将VASP与分子动力学软件（如LAMMPS）结合使用，可以模拟大分子体系的运动和相变行为，从而对材料性能进行预测。

5.带隙计算带隙是半导体和绝缘体中的重要性质，它决定了电子的导电性和能量带的结构。

使用VASP，可以计算材料的能带结构和态密度，并通过计算能量差来确定材料的带隙。

这对于设计新型材料和理解电子输运性质具有重要意义。

总之，VASP是一款强大的计算工具，可以应用于多个领域的电子结构计算和材料模拟。

以上介绍的实例只是VASP的一小部分应用，它可以为科学家们提供关键的研究工具，推动材料科学和化学等领域的发展。

利用PWmat与VASP做分子动力学

利用PWmat 与VASP做分子动力学一、资料1、VASPvasp做分子动力学的好处，由于vasp是近些年开发的比较成熟的软件，在做电子scf速度方面有较好的优势。

缺点：可选系综太少。

尽管如此，对于大多数有关分子动力学的任务还是可以胜任的。

主要使用的系综是NVT和NVE。

一般做分子动力学的时候都需要较多原子，一般都超过100个。

当原子数多的时候，k点实际就需要较少了。

有的时候用一个k点就行，不过这都需要严格的测试。

通常超过200个原子的时候，用一个k点，即Gamma点就可以了。

主要参数：INCAR：EDIFF 一般来说，用1E-4或者1E-5都可以，这个参数只是对第一个离子步的自洽影响大一些，对于长时间的分子动力学的模拟，精度小一点也无所谓，但不能太小。

IBRION=0 分子动力学模拟IALGO=48 一般用48，对于原子数较多，这个优化方式较好。

NSW=1000 多少个时间步长。

不设的话，等于TEBEG.SMASS=-3 NVE ensemble；-1 用来做模拟退火；大于0 NVT 系综。

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /////1)收敛判据的选择结构弛豫的判据一般有两种选择：能量和力。

VASP问题MicrosoftWord

VASP 计算的过程遇到的问题1、VASP能够进行哪些过程的计算？怎样设置？我们平时最常用的研究方法是做单点能计算，结构优化、从头计算的分子动力学和电子结构相关性质的计算。

一般我们的研究可以按照这样的过程来进行如果要研究一个体系的最优化构型问题可以首先进行结构弛豫优化，然后对优化后的结构进行性质计算或者单点能计算。

如果要研究一个体系的热力学变化过程可以首先进行分子动力学过程模拟，然后在某个温度或压强下进行性质计算或者单点能计算。

如果要研究一个体系的热力学结构变化可以首先在初始温度下进行NVT计算，然后进行分子动力学退火，然后在结束温度下进行性质计算研究。

2、什么是单点能计算(single point energy)？如何计算？跟其它软件类似，VASP具有单点能计算的功能。

也就是说，对一个给定的固定不变的结构（包括原子、分子、表面或体材料）能够计算其总能，即静态计算功能。

单点能计算需要的参数最少，最多只要在KPOINTS文件中设置一下合适的K点或者在INCAR文件中给定一个截断能ENCUT就可以了。

还有一个参数就是电子步的收敛标准的设置EDIFF，默认值为EDIFF=1E-4，一般不需要修改这个值。

具体来说要计算单点能，只要在INCAR中设置IBRION=-1也就是让离子不移动就可以了。

3、什么是结构优化(structure optimization)？如何计算？结构优化又叫结构弛豫（structure relax），是指通过对体系的坐标进行调整，使得其能量或内力达到最小的过程，与动力学退火不同，它是一种在０Ｋ下用原子间静力进行优化的方法。

可以认为结构优化后的结构是相对稳定的基态结构，能够在实验之中获得的几率要大些（当然这只是理论计算的结果，必须由实验来验证）。

一般要做弛豫计算，需要设置弛豫收敛标准，也就是告诉系统收敛达成的判据（convergence break condition)，当系统检测到能量变化减小到一个确定值时例如EDIFFG=1E-3时视为收敛中断计算，移动离子位置尝试进行下一步计算。

VASP基于第一性原理分子动力学计算的软件包简介

VASP基于第一性原理分子动力学计算的软件包简介VASP是使用赝势和平面波基组，进行第一性原理分子动力学计算的软件包。

VASP中的方法基于有限温度下的局域密度近似（用自由能作为变量）以及对每一MD步骤用有效矩阵对角方案和有效Pulay混合求解瞬时电子基态。

这些技术可以避免原始的Car-Parrinello方法存在的一切问题，而后者是基于电子、离子运动方程同时积分的方法。

离子和电子的相互作用超缓Vanderbilt赝势(US-PP)或投影扩充波(PAW)方法描述。

两种技术都可以相当程度地减少过渡金属或第一行元素的每个原子所必需的平面波数量。

力与张量可以用VASP很容易地计算，用于把原子衰减到其瞬时基态中。

主要功能Ⅰ从理论角度分析：(1). 采用周期性边界条件(或超原胞模型)处理原子、分子、团簇、纳米线(或管)、薄膜、晶体、准晶和无定性材料，以及表面体系和固体；(2). 计算材料的结构参数(键长,键角,晶格常数，原子位置等)和构型；(3). 计算材料的状态方程和力学性质(体弹性模量和弹性常数)；(4). 计算材料的电子结构(能级、电荷密度分布、能带、电子态密度和ELF)；(5). 计算材料的光学性质；(6). 计算材料的磁学性质；(7). 计算材料的晶格动力学性质(声子谱等)；(8). 表面体系的模拟(重构、表面态和STM模拟)；(9). 从头分子动力学模拟；(10). 计算材料的激发态（GW准粒子修正)等等。

Ⅱ从应用角度分析：VASP原子和分子的基态性质计算、晶体结构参数的优化、晶体的电子结构计算、晶体的磁学性质计算、分子动力学模拟。

特别是研究材料的磁学性能、固体表面性质方面有独到的功能。

应用举例：例1，高压下氢吸附在Mg中，可能形成的不同结构的状态方程。

本工作发表在 Phys. Rev. Lett., 89 (17), 2002. 杂志上。

Calculated unit-cell volume vs total-energy relations for MgH2 in actual and possible structural arrangements as obtained from VASP.例2，经过研究发现新的吸附方式本工作发表在Phys. Rev. B 67 235403 (2003)杂志上。

VASP基于第一性原理分子动力学计算的软件包简介

VASP基于第一性原理分子动力学计算的软件包简介VASP是使用赝势和平面波基组，进行第一性原理分子动力学计算的软件包。

VASP中的方法基于有限温度下的局域密度近似(用自由能作为变量）以及对每一MD步骤用有效矩阵对角方案和有效Pulay混合求解瞬时电子基态。

这些技术可以避免原始的Car-Parrinello方法存在的一切问题,而后者是基于电子、离子运动方程同时积分的方法。

离子和电子的相互作用超缓Vanderbilt 赝势(US-PP）或投影扩充波(PAW）方法描述。

两种技术都可以相当程度地减少过渡金属或第一行元素的每个原子所必需的平面波数量.力与张量可以用VASP很容易地计算，用于把原子衰减到其瞬时基态中.主要功能Ⅰ从理论角度分析：(1). 采用周期性边界条件(或超原胞模型）处理原子、分子、团簇、纳米线(或管）、薄膜、晶体、准晶和无定性材料，以及表面体系和固体;(2）. 计算材料的结构参数(键长，键角，晶格常数，原子位置等)和构型；(3）。

计算材料的状态方程和力学性质（体弹性模量和弹性常数）；（4). 计算材料的电子结构(能级、电荷密度分布、能带、电子态密度和ELF）；(5）. 计算材料的光学性质；(6）。

计算材料的磁学性质;(7)。

计算材料的晶格动力学性质（声子谱等）；（8). 表面体系的模拟(重构、表面态和STM模拟)；（9）. 从头分子动力学模拟；（10)。

计算材料的激发态（GW准粒子修正)等等。

Ⅱ从应用角度分析:VASP原子和分子的基态性质计算、晶体结构参数的优化、晶体的电子结构计算、晶体的磁学性质计算、分子动力学模拟。

特别是研究材料的磁学性能、固体表面性质方面有独到的功能。

应用举例：例1,高压下氢吸附在Mg中，可能形成的不同结构的状态方程.本工作发表在 Phys。

Rev. Lett。

， 89 (17）, 2002. 杂志上。

Calculated unit-cell volume vs total-energy relations for MgH2 in actual and possible structural arrangements as obtained from VASP.例2，经过研究发现新的吸附方式本工作发表在Phys。

vasp的分子动力学模拟

vasp的分子动力学模拟VASP 2010-01-15 02:26:36 阅读57 评论0 字号：大中小vasp做分子动力学的好处，由于vasp是近些年开发的比较成熟的软件，在做电子scf速度方面有较好的优势。

缺点：可选系综太少。

尽管如此，对于大多数有关分子动力学的任务还是可以胜任的。

主要使用的系综是NVT 和NVE。

下面我将对主要参数进行介绍！一般做分子动力学的时候都需要较多原子，一般都超过100个。

当原子数多的时候，k点实际就需要较少了。

有的时候用一个k点就行，不过这都需要严格的测试。

通常超过200个原子的时候，用一个k点，即Gamma点就可以了。

IBRION=0 分子动力学模拟IALGO=48 一般用48，对于原子数较多，这个优化方式较好。

NSW=1000 多少个时间步长。

POTIM=3 时间步长,单位fs, 通常1到3.ISIF=2 计算外界的压力.NBLOCK= 1 多少个时间步长，写一次CONTCAR，CHG和CHGCAR，PCDAT. KBLOCK=50 NBLOCK*KBLOCK 个步长写一次XDATCAR.ISMEAR=-1 费米迪拉克分布.SIGMA =0.05 单位:电子伏NELMIN=8 一般用6到8, 最小的电子scf数.太少的话,收敛的不好.LREAL=AAPACO=10 径向分布函数距离, 单位是埃.NPACO=200 径向分布函数插的点数.LCHARG=F 尽量不写电荷密度,否则CHG文件太大.TEBEG=300 初始温度.TEEND=300 终态温度。

不设的话，等于TEBEG.SMASS -3 NVE ensemble;-1 用来做模拟退火。

大于0 NVT 系综。

【转】vasp的分子动力学模拟★★★★★★★★小木虫(金币+1):奖励一下，谢谢提供资源uuv2010(金币+1): 您是否可以做一个专题，详细讲讲怎么做？比如第一步需要干什么，第二步需要干什么，结果怎么分析……如果能做一个这样完整的专题就太好了，不知道您是否有兴趣？2011-07-13 18:20:12uuv2010(金币+1): 多谢提供资源2011-07-16 17:39:55uuv2010(金币+5, 1ST强帖+1): 多谢您的详细讲解！感谢就此专题与大家分享！2011-08-12 18:25:12 vasp做分子动力学的好处，由于vasp是近些年开发的比较成熟的软件，在做电子scf速度方面有较好的优势。

材料模拟计算软件VASP

程序的主要功能如下：以平面波为基础的自洽赝势积分；超软赝势；实现全电子投影增强波（ＰＡＷ）方法，覆盖了周期表中的所有元素；局域密度近似（ＬＤＡ）和广义梯度近似（ＧＧＡ）；自旋限制和自旋极化；半相对论性和完全自旋轨道相对论性；非共线磁力；关联体系的ＬＤＡ（ＧＧＡ）＋Ｕ计算；块状体系、表面、界面和分子（超单元结构）；总能量，力场和完全的压力张量；格参数和原子位置的同时松弛；从头计算性的分子动力学；产生Ｍｏｎｋｈｏｒｓｔ－Ｐａｃｋ特殊Ｋ点；在Ｋ空间中和拖尾效应（ｓｍｅａｒｉｎｇ）或四面体方法（具有Ｂｌöｃｈｌ校正）结合；
１．背景介绍
ＶＡＳＰ（ＶｉｅｎｎａＡｂ－ｉｎｉｔｉｏＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＰａｃｋａｇｅ）是使用赝势和平面波基组，进行从头量子力学分子动力学计算的软件包。直接购买的费用大约４万人民币。
ＶＡＳＰ的原型是ＭｉｋｅＰａｙｎｅ在ＭＩＴ开发的程序包。这个程序包产生了两个分支，一个是ＶＡＳＰ，一个是ＣＡＳＴＥＰ。当ＶＡＳＰ开始发展的时候，ＣＡＳＴＥＰ这个名字还没有产生。１９８９年，ＪｕｅｒｇｅｎＨａｆｎｅｒ把ＶＡＳＰ的原型代码从剑桥带回了维也纳，但ＶＡＳＰ的真正开发是在１９９１年开始的。这个时候，ＣＡＳＴＥＰ实际上已经进一步发展了很多，但是ＶＡＳＰ是基于１９８９年版的ＣＡＳＴＥＰ开发的，这个版本的ＣＡＳＴＥＰ只支持局域赝势和Ｃａｒ－Ｐａｒｒｉｎｅｌｌｏ型的急速下降算法。１９９５年，ＶＡＳＰ的名字被确定下来，并且成为一个稳定而通用的从头计算工具。１９９６年，ＶＡＳＰ的ＦＯＲＴＲＡＮ９０语言版本出现，并且开始进行ＭＰＩ并行化。但是，开始进行并行化工作的人，Ｊ．Ｍ．Ｈｏｌｅｎｄｅｒ，“抄袭”了ＣＡＳＴＥＰ的通讯内核，从而引起了ＣＡＳＴＥＰ和ＶＡＳＰ的纠纷。１９９７年１月，ＶＡＳＰ的并行化在英国完成。１９９８年，ＶＡＳＰ的通讯内核被完全重写，以去除ＣＡＳＴＥＰ的部分，这导致了ＶＡＳＰ对Ｔ３Ｄ／Ｔ３Ｅ通讯不再特别有效率。１９９９年，投影增强波（ＰＡＷ）方法被采用。目前，维也纳大学（ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＶｉｅｎｎａ）Ｐｒｏｆ．Ｄｒ．ＪｕｅｒｇｅｎＨａｆｎｅｒ和Ｐｒｏｆ．Ｄｉｐｌ．Ｉｎｇ．Ｄｒ．ＧｅｏｒｇＫｒｅｓｓｅ研究组以及德国的Ｆｒｉｅｄｒｉｃｈ－Ｓｃｈｉｌｌｅｒ－Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ的ＪüｒｇｅｎＦｕｒｔｈｍüｌｌｅｒ研究组共同开发并发展ＶＡＳＰ。它是用赝势平面波方法进行分子动力学模拟的软件包。与同类的软件相比，它比较早的实现了超软赝势，计算量相对于一般的模守恒赝势方法大为减少。ＶＡＳＰ加入了对ＰＡＷ方法的支持，这使得ＶＡＳＰ的应用更为广泛。

VASP遇到一些问题总结

VASP 计算过程中遇到的问题总结01、第一原理计算的一些心得（1）第一性原理其实是包括基于密度泛函的从头算和基于Hartree-Fock自洽计算的从头算，前者以电子密度作为基本变量（霍亨伯格-科洪定理），通过求解Kohn-Sham方程，迭代自洽得到体系的基态电子密度，然后求体系的基态性质；后者则通过自洽求解Hartree-Fock方程，获得体系的波函数，求基态性质；评述：K-S方程的计算水平达到了H-F水平，同时还考虑了电子间的交换关联作用。

赝势包括模守恒和超软，模守恒较硬，一般需要较大的截断能，超软势则可以用较小的截断能即可。

另外，模守恒势的散射特性和全电子相同，因此一般红外，拉曼等光谱的计算需要用模守恒势。

赝势的测试标准应是赝势与全电子法计算结果的匹配度，而不是赝势与实验结果的匹配度，因为和实验结果的匹配可能是偶然的。

分子动力学模拟概述

分子动力学模拟概述
分子动力学模拟是一种计算机模拟方法，用于分析原子和分子的物理运动。

以下是分子动力学模拟的概述：
基本原理：
分子动力学模拟基于牛顿运动定律，模拟分子体系的运动，在由分子体系的不同状态构成的系统中抽取样本，从而计算体系的构型积分，并以构型积分的结果为基础进一步计算体系的热力学量和其他宏观性质。

模拟过程：
分子动力学模拟首先需要建立所模拟体系的模型，包括体系内粒子的结构特性及其粒子间的相互作用。

接着，赋予体系内各粒子初始位置和初始速度，使其满足一定的统计规律，然后解体系的牛顿运动方程直至体系达到平衡。

最后，对平衡后的体系进行宏观物理量的统计平均，得到所需要的模拟结果。

应用领域：
分子动力学模拟广泛应用于物理、化学、生物和材料科学等领域。

例如，在材料科学中，分子动力学模拟可用于研究材料的力学性质、热学性质、电学性质等；在生物学中，分子动力学模拟可用于研究生物大分子的结构和功能，以及药物与生物大分子的相互作用等。

优缺点：
分子动力学模拟的优点在于能够模拟体系的动态过程，揭示体系的微观机制，并可用于预测体系的宏观性质。

然而，分子动力学模拟也存在一些缺点，例如模拟结果受到模拟时间、模拟体系大小和力场参数等因素的影响，可能存在误差和不确定性。

总的来说，分子动力学模拟是一种强大的计算工具，可用于研究复杂体系的物理和化学过程，为理解和预测材料的性质和行为提供重要手段。

分子动力学模拟及自由能计算

分子动力学模拟及自由能计算一、引言分子动力学模拟是一种通过计算机来模拟分子运动以及相互作用的方法。

自由能计算则是对分子系统中各个状态的能量进行评估，从而得到系统的稳定状态。

本文将介绍分子动力学模拟及自由能计算的基本原理和应用。

二、分子动力学模拟的原理分子动力学模拟基于牛顿力学和统计力学的原理，通过数值积分求解粒子的运动方程，模拟分子在特定条件下的运动行为。

在模拟中，分子被看作是一组粒子，每个粒子都受到其他粒子的相互作用力以及外部势场的作用。

通过计算每个粒子的位置和速度的变化，可以推断整个系统的动力学行为。

三、分子动力学模拟的应用1. 材料科学研究：分子动力学模拟可以用于研究材料的力学性质、热学性质以及相变行为等。

通过模拟材料中的原子或分子的运动，可以预测材料的力学性能和热学性能，并指导新材料的设计与制备。

2. 生物医学研究：分子动力学模拟可以用于研究生物分子的结构和功能。

通过模拟蛋白质、核酸和膜等生物分子的运动，可以揭示其在生物学过程中的作用机制，为药物设计和生物医学研究提供理论依据。

3. 环境科学研究：分子动力学模拟可以用于研究环境中的污染物的迁移和转化过程。

通过模拟污染物与水、土壤等环境介质的相互作用，可以评估污染物的迁移路径和转化速率，为环境保护和污染治理提供科学依据。

四、自由能计算的原理自由能是描述系统稳定状态的物理量，它包括系统的内能和熵。

自由能计算的目的是通过计算系统各个状态的能量，从而得到系统在不同条件下的稳定状态。

常用的自由能计算方法包括热力学积分法、Monte Carlo方法和分子动力学模拟等。

五、自由能计算的应用1. 化学反应动力学：自由能计算可以用于研究化学反应的速率和平衡常数。

通过计算反应物和产物的自由能差，可以预测反应的活化能和平衡常数，为化学反应机理的解析提供理论依据。

2. 相变行为研究：自由能计算可以用于研究物质的相变行为。

通过计算不同相之间的自由能差，可以确定相变点和相变过程的热力学性质，为相变行为的理解和控制提供科学依据。

VASP问题MicrosoftWord

如果要研究一个体系的热力学变化过程可以首先进行分子动力学过程模拟，然后在某个温度或压强下进行性质计算或者单点能计算。

如果要研究一个体系的热力学结构变化可以首先在初始温度下进行NVT计算，然后进行分子动力学退火，然后在结束温度下进行性质计算研究。

2、什么是单点能计算(single point energy)？如何计算？跟其它软件类似，VASP具有单点能计算的功能。

也就是说，对一个给定的固定不变的结构（包括原子、分子、表面或体材料）能够计算其总能，即静态计算功能。

单点能计算需要的参数最少，最多只要在KPOINTS文件中设置一下合适的K点或者在INCAR文件中给定一个截断能ENCUT就可以了。

还有一个参数就是电子步的收敛标准的设置EDIFF，默认值为EDIFF=1E-4，一般不需要修改这个值。

具体来说要计算单点能，只要在INCAR中设置IBRION=-1也就是让离子不移动就可以了。

可以认为结构优化后的结构是相对稳定的基态结构，能够在实验之中获得的几率要大些（当然这只是理论计算的结果，必须由实验来验证）。