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ASE原子環(huán)境模擬之調(diào)用外部計(jì)算軟件的方法

來源：時間：2022-12-16 16:35:08 瀏覽：3160次

許多外部計(jì)算軟件可以與ASE一起使用，包括 GPAW, Abinit, Vasp, Siesta, Quantum ESPRESSO, Asap, LAMMPS 等等, 詳細(xì)請查閱支持計(jì)算軟件完整的清單.

使用ASE調(diào)用計(jì)算軟件

這里將介紹如何在ASE中調(diào)用外部計(jì)算軟件的方法。我們使用Vasp作為例子，其他計(jì)算軟件也可以以類似的方式使用。有關(guān)詳細(xì)信息，請參閱支持計(jì)算軟件的完整清單。

重要提示：ASE不提供VASP的代碼或許可，這些必須從其他地方獲得。ASE只使用VASP創(chuàng)建一個接口，由此將ASE提供的工具與VASP一起使用。

配置環(huán)境變量

首先，需要告訴ASE哪里能找到VASP的可執(zhí)行文件，以及在哪里找到贗勢。你需要定義兩個環(huán)境變量:


$ export ASE_VASP_COMMAND="mpirun -np XX $HOME/vasp/bin/vasp_std"
$ export VASP_PP_PATH=$HOME/vasp/mypps

第一個環(huán)境變量ASE_VASP_COMMAND是執(zhí)行VASP的默認(rèn)方式，應(yīng)該以與正常執(zhí)行VASP運(yùn)行相同的方式定義它。這里我們假設(shè)VASP可執(zhí)行文件vasp_std位于$HOME/VASP/bin中。注意，如果希望并行執(zhí)行VASP，這個調(diào)用還應(yīng)該包括MPI可執(zhí)行文件mpirun或mpiexec，在本例中為mpirun。第二個變量VASP_PP_PATH是到VASP贗勢庫的路徑。

vdw_kernel.bindat是一個額外(可選)變量文件，在進(jìn)行范德華計(jì)算時需要，其中luse_vdw=True。


$ export ASE_VASP_VDW=$HOME/<path-to-vdw_kernel.bindat-folder>

注意，這是針對文件夾，而不是文件本身。

運(yùn)行測試

ASE知道了如何執(zhí)行VASP，我們可以嘗試設(shè)置一個簡單的計(jì)算。首先我們建立一個原子對象。首先我們建立原子對象。


from ase.build import molecule
atoms = molecule('N2')
atoms.center(vacuum=5)

為了執(zhí)行VASP DFT計(jì)算，我們現(xiàn)在設(shè)置了一個計(jì)算器對象。


from ase.calculators.vasp import Vasp
calc = Vasp(xc='pbe',  # 選擇交換關(guān)聯(lián)函數(shù)
            encut=400, # 平面波截?cái)?/span>
            kpts=(1, 1, 1)) # k點(diǎn)
atoms.calc = calc
en = atoms.get_potential_energy()  # 這個調(diào)用將開啟計(jì)算
print('Potential energy: {:.2f} eV'.format(en))

這將產(chǎn)生以下輸出:


Potential energy: -16.59 eV

ASE與VASP接口的流程是，ASE處理寫輸入文件，這是運(yùn)行所必需的，然后執(zhí)行ASE_VASP_COMMAND，即執(zhí)行VASP。一旦VASP運(yùn)行完成，ASE然后讀取所有相關(guān)文件，在本例中是OUTCAR、vasprun .xml和CONTCAR，并將屬性存儲在計(jì)算器對象中。有關(guān)VASP功能的更多信息，請參閱VASP。對于其他計(jì)算軟件請參考相關(guān)頁面。

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