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3.2 轨道变换求解器的可控选择

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。

3.2.1 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:轨道变换求解器的可控选择。不声称已有数值计算结果。
原创示意图:轨道变换求解器的可控选择。不声称已有数值计算结果。

3.2.2 未执行输入与明确修改片段

按照下方说明确认每个片段的母计算与替换位置;片段不自动构成独立输入。保留空行与文件来源要求。

3.2.2.1 输入块 1

&OT
  MINIMIZER CG
  PRECONDITIONER FULL_ALL
  ENERGY_GAP 0.002
&END OT

3.2.3 实作研究

参见上方输入块 1。

直觉。 更快求解同一个 Kohn–Sham 问题,不应该改变科学模型。轨道变换直接优化占据子空间,对绝缘体系尤其有用。预条件器改变数值搜索的几何,而不是物理能隙。从 A 与收敛网格出发,每次性能比较使用完全相同的结构。

输入与操作。 在 DFT/SCF 中比较上方 OT 段与基础设置。ENERGY_GAP 是以原子能量单位表达的预条件估计,不是强制施加的激发能,也不是测得的能隙。固定 EPS_SCF、MAX_SCF,只比较 CG 与 DIIS。初学者不要将此 OT 配方和案例 11 的金属展宽混用;特殊占据变分方案需另查文档。先用原子初猜记录迭代数、SCF 时间及最终能量和力,再仅修改最小化器重复。对困难构型比较稳定性,失败记录也必须保留。波函数重启属于另一种性能实验,应单独测试。

解释与检查。 迭代较少不一定更快,构造与应用预条件器可能占主要时间。残差下降有用,但最终态还必须符合所研究化学问题。若不同初猜得到不同电子极小值,应报告这种歧义,不能把能量平均。把 ENERGY_GAP 调大后收敛,不证明实际物理能隙变大。比较时同时检查力,因为电子误差对导数的影响可能不同;系统时间噪声明显时重复测时并记录进程/线程配置,缓存条件也要一致。

边界与练习。 MAX_SCF 只增加尝试次数,不能自动修复坏结构、错误电子数或不合适求解器。金属和近简并体系通常需要对角化、空轨道与占据控制。练习制作包含一次失败和一次成功的求解报告,保持同一精度标准并比较总时间,解释哪个修改改善条件数、哪个会改变物理问题,并提出下一项有依据的诊断。

3.2.4 相关计算

3.2.5 来源与进一步阅读