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2.1 孤立边界与盒子收敛

这些输入和起始模型为未执行的教学示例。原创配图为示意图,不是计算结果。使用前请验证版本相关语法、授权数据、数值收敛及科学模型。

2.1.1 模型、单位与来源记录

保持基组、赝势文件与程序版本可追溯。网格控制使用 Ry;常见能量与力输出使用 hartree 和 hartree/bohr。以各输出标题所示单位为准。

共享输入、约定与证据

原创示意图:孤立边界与盒子收敛。不声称已有数值计算结果。
原创示意图:孤立边界与盒子收敛。不声称已有数值计算结果。

2.1.2 实作研究

直觉与条件。 把分子放进大盒子不等于孤立分子。原子邻接关系的周期性与静电边值问题属于模型中的不同部分;极性分子即使相隔很远也可能与周期镜像相互作用。从基础输入 A 出发,需要可用的非周期泊松求解器,以及案例 02 的力检查。本例只研究中性水,带电周期体系涉及补偿背景与能量参考,必须另立方案。

输入与流程。 同时保持 CELL/PERIODIC NONE 和 POISSON/PERIODIC NONE,比较边长 12、16、20 埃的立方盒子。每次令氧位于盒子中心,再加上 A 中不变的氢相对位移。使用埃坐标,不用 SCALED T,否则改盒子时分子也会被拉伸。先生成三份几何并检查边界距离,再用相同基组、截断和 SCF 容差计算能量与力。比较总能量、每个原子受力,以及采用相同原点约定的偶极矩。再将最大盒子中的分子沿 x 平移 0.2 埃重复计算。最后可以另做 XYZ 周期静电系列作为不同模型,但不能混入孤立体系的收敛序列。

输出解读。 可靠的孤立结果应在继续增大盒子后保持目标精度;平移敏感性可暴露网格或边界伪影。周期序列可能缓慢接近孤立极限,因为短程重叠消失不代表长程作用消失。中性分子偶极矩不依赖原点,带电体系则不同。看到分子没有穿过盒子边界,并不能证明盒子已收敛。

注意事项与练习。 求解器可能只允许某些周期性及晶胞组合,应遵守其限制。固定网格分辨率下增大盒子会提高内存和耗时。弥散阴离子还可能受到人工限制,或在所选泛函下不稳定,不能照搬中性水测试。有限溶剂团簇具有真实表面,也不等同于体相溶液。练习要求预先声明能量及最大力偏差的容差,选择同时通过的较小盒子;若未通过,应诚实报告,并解释为何随晶胞缩放全部坐标会污染实验。

2.1.3 相关计算

2.1.4 来源与进一步阅读