高性能计算平台_Dmol3算例
ms单点能计算的dmol3能量
ms单点能计算的dmol3能量使用MS单点方法计算DMol3能量DMol3是一种常用的量子化学软件包，用于计算分子体系的能量。
在DMol3中，通过解Schrödinger方程获得电子结构信息，并根据能量表达式计算出分子的总能量。
计算分子体系的能量对于理解分子性质、反应机理等具有重要意义。
MS单点方法是一种常用的计算分子能量的方法之一。
在这种方法中，通过对分子体系进行优化得到最稳定的几何构型，然后在这个构型基础上进行单点能量计算。
MS单点方法能够提供较为准确的分子能量信息，并且计算结果相对较快。
在DMol3中进行MS单点能量计算需要先通过几何优化获得分子的最稳定构型。
几何优化是通过调整原子的位置使分子内能达到最低点的过程。
在DMol3中，可以使用优化算法（如BFGS算法）进行几何优化，通过迭代计算来获得最佳几何构型。
优化过程中，要考虑原子间的相互作用、键长、键角等因素，以使分子结构更加稳定。
完成几何优化后，就可以进行MS单点能量计算了。
在单点能量计算中，除了几何构型外，还需要确定其他计算参数，如基组、计算精度等。
基组是描述电子波函数的一组基函数集合，不同的基组可以提供不同的计算精度。
计算精度的选择也会影响计算结果的准确性和计算时间的长短。
通过DMol3进行MS单点能量计算时，可以得到分子的总能量、电子能量、核-电子相互作用能、离子能等信息。
总能量是分子体系的总能量，包括所有粒子（电子和原子核）的相互作用能。
电子能量是分子中电子的能量，核-电子相互作用能是电子和原子核之间相互作用的能量。
离子能是分子失去或获得电子后的能量变化。
通过MS单点能量计算，可以获得分子体系的能量信息，进而得到分子的稳定性、反应性等性质。
这对于理解分子的化学行为、设计新的药物、催化剂等具有重要意义。
同时，通过比较不同分子的能量，还可以进行分子间相互作用的研究，如氢键、范德华力等。
使用MS单点方法进行DMol3能量计算是一种常用的计算分子能量的方法。
dmol3计算光谱吸光度大于1
dmol3计算光谱吸光度大于1
DMol3是一个常用的量子化学计算软件，用于计算分子和固体
系统的电子结构和性质。
光谱吸光度大于1通常意味着分子或固体
对特定波长的光具有较强的吸收能力。
要计算光谱吸光度大于1，
首先需要通过DMol3计算得到体系的电子结构和能带结构，然后使
用相关的方法来计算光学性质。
在DMol3中，可以通过密度泛函理论（DFT）或者Hartree-
Fock（HF）方法计算体系的电子结构。
一旦得到了体系的基态电子
结构，就可以使用线性响应理论或者时间相关密度泛函理论（TDDFT）来计算光学性质，包括吸收光谱。
通过这些计算，可以得到体系在
特定波长范围内的吸光度。
要计算光谱吸光度大于1的情况，需要考虑体系的能带结构、
电子态密度以及激发态的性质。
在计算过程中，还需要考虑体系的
对称性和结构的影响，以得到准确的结果。
总的来说，要计算光谱吸光度大于1，需要通过DMol3得到体
系的电子结构，然后使用适当的理论和方法来计算光学性质。
这样
的计算通常需要高度的计算精度和复杂的理论基础，以得到准确的结果。
DMol3模块快速入门教程
使用 DMol3 中的离域内坐标对固体进行几何优化DMol3 的面向分子的离域内坐标优化机制为大分子系统提供了一套良好的方案。
在 MS Modeling 的 DMol3 中，这个机制被扩展到周期性系统。
这个基于离域内坐坐标的新型优化工具还有能力处理以下体系： 高度坐标化系统，比如密堆积固体 片断系统，比如分子晶体，其中的内坐标并不是遍及整个优化空间 包含了在优化过程中的迪卡尔坐标限制 内部的有效工作表明， 对周期性体系而言， 这个状态图式的离域内坐标优化方案的效率 要比迪卡尔坐标方法高出 2-5 倍，而迪卡尔坐标方法是先在进行固态计算的标准方法。
在这个指南中，我们将利用 DMol3 的优化工具，使用离域内坐标方法对一分子筛结构 进行几何优化。
演示包括以下步骤： 建立一个计算 DMol3 任务 控制工作设置并开始计算 使用服务器控制台控制计算任务 检验计算结果 1. 建立一个计算 DMol3 任务 第一步是输入需要进行优化的分子筛结构。
Modeling 提供了现成的比较广泛的分子 MS 筛结构。
本例中，我们将优化菱沸石(chabazite)分子筛。
点击工具栏里的 Import 按钮 。
找到 Examples\Documents\3D Model\CHA.xsd 并点 击输入文件对话栏上的 Import 按钮。
在 3D 浏览器中右击鼠标，选择 Display Style，把显示方式改为 Polyhedron。
关闭对话 栏。
用 Polyhedra 方式显示的 CHA 的 3D 图。
点 击 工 具 栏 上 的 DMol3 按 钮 Module|DMol3|Calculation。
选 择 Calculation ， 或 者 从 菜 单 栏 里 选 择DMol 的计算设置栏 首先，选择计算任务。
从 Task 下拖列表中选择 Geometry Optimization；把 Functional 设置从 LDA 和 PWC 改为 LDA 和 VWN。
dmol3分子吸附前后距离变化
一、研究背景在研究物质的吸附性质时，研究dmol3分子吸附前后距离变化是非常重要的一部分。
dmol3是一种密度泛函理论(DFT)计算程序，能够对分子和固体的电子结构进行准确地计算，因此被广泛应用于材料科学、化学工程等领域。
在材料表面上吸附dmol3分子后，距离的变化会直接影响分子的稳定性、表面的重构以及表面的性质，因此研究dmol3分子吸附前后距离变化对于材料的性能改进和表面吸附的理解具有重要意义。
二、研究方法1. 理论计算：通过dmol3程序进行密度泛函理论计算，模拟dmol3分子在不同材料表面上的吸附过程。
2. 距离测量：使用计算得到的dmol3分子吸附结构，测量dmol3分子与表面原子之间的距离变化，分析吸附前后的间距差异。
三、吸附前后距离变化的影响因素1. 表面结构：不同材料表面的结构会对dmol3分子吸附后的距离变化产生影响，例如金属表面和非金属表面对dmol3分子的吸附具有不同的影响。
2. 分子结构：dmol3分子自身的结构特性会影响其在表面上的吸附方式和吸附后的距离变化。
四、研究案例分析1.金属表面上dmol3分子吸附前后的距离变化分析：通过理论计算和距离测量，分析dmol3分子在金属表面的吸附过程中距离的变化规律，探讨金属表面对dmol3分子吸附的影响因素。
2.非金属表面上dmol3分子吸附前后的距离变化分析：比较dmol3分子在不同非金属表面上的吸附特点和距离变化规律，揭示非金属表面结构对dmol3分子吸附的影响。
五、研究结果与讨论1. dmol3分子吸附前后距离变化的规律：总结不同表面下dmol3分子吸附前后的距离变化规律，探讨影响距离变化的因素。
2. 对材料性能和吸附机理的影响：分析dmol3分子吸附前后距离变化对材料性能和吸附机理的影响，为材料设计和表面吸附的理解提供理论支持。
六、结论与展望通过对dmol3分子吸附前后距离变化的研究，揭示了不同表面下dmol3分子吸附行为的规律，并且探讨了吸附距离变化对材料性能和吸附机理的影响。
高性能计算平台在科学计算中的应用设计
高性能计算平台在科学计算中的应用设计随着科学技术的进步和发展，科学计算在各个领域中发挥着重要作用。
为了更好地满足科学计算的需求，高性能计算平台应运而生。
本文将从高性能计算平台的概念、在科学计算中的应用实例以及应用设计方法等方面进行探讨。
一、高性能计算平台的概念高性能计算平台是指具备较高计算能力和处理速度，并能提供高效率计算服务的计算环境。
它通常包含大规模的超级计算机、并行计算集群以及云计算平台等。
高性能计算平台的设计旨在提供更快、更精确、更经济的计算解决方案，从而推动科学研究和创新的发展。
二、高性能计算平台在科学计算中的应用实例1. 天气预报和气候模拟：高性能计算平台可以通过大规模并行计算，快速处理大量气象数据，从而提供精准的天气预报和气候模拟结果。
这对于农业、交通、能源等领域的决策制定具有重要意义。
2. 生物医学研究：高性能计算平台可以加速分子动力学模拟、蛋白质折叠模拟等研究，帮助科学家揭示生物大分子的结构和功能，从而为药物设计、疾病治疗等提供支持。
3. 物理学模拟：高性能计算平台可以进行大规模的粒子物理模拟、天体动力学模拟等，帮助科学家理解宇宙的起源、宇宙大尺度结构的形成等重要问题。
4. 材料科学研究：高性能计算平台可以通过分子动力学模拟、密度泛函理论计算等方法，预测材料的性能和特性，为材料设计和工程应用提供指导。
5. 工程优化与仿真：高性能计算平台可以进行大规模工程优化和仿真，如飞机气动优化、汽车碰撞仿真等，减少试错成本，提高设计效率。
三、高性能计算平台应用设计方法1. 并行计算模型选择：根据应用需求和计算任务的特点，选择适合的并行计算模型，如共享内存模型、消息传递模型等。
合理的并行计算模型能够充分发挥高性能计算平台的计算能力。
2. 数据流设计：根据计算任务的数据依赖性和并行性，合理划分数据流，确定数据的读写方式、传输方式和存储方式。
优化数据流设计可以减少数据传输开销，提高计算效率。
3. 算法设计与优化：根据计算任务的特点，选择合适的算法，并进行算法优化。
DMOI3参数
关于计算参数设置主要有几个参数需要注意1 对于Electronic 页面，需要注意的是Core treatment,对于过渡金属原子通常需要考虑相对论效应，因此一般不使用All Electron 方法。
其他几种方法任选。
Basis set 应为DNP，Setup 下的Quality 一般选fine。
为了提高计算速度，一个较好的办法是先用粗糙的Basis set 和Quality 进行优化，然后再提高精度。
2 还有一个非常重要的选项是Electronic>More>SCF 里的Use smearing。
这个关键字有助于加快收敛，但是设的多大往往会产生错误的结果，它也相当于允许的误差范围。
具体设置办法可参考help。
其他的关键字可酌情设置。
Dmol3DMol3允许您使用密度泛函理论(DFT)建模分子、固体和表面的电子结构和能量学。
这将产生非常精确的结果，同时使从头计算方法的计算成本相当低。
您可以使用DMol3研究广泛的系统，包括有机和无机分子、分子晶体、共价固体、金属固体和材料的表面。
使用DMol3，您可以预测结构、反应能量、反应势垒、热力学性质、光学和振动光谱。
DMol3使用DFT产生非常精确的结果，同时对于从头开始的方法保持相当低的计算成本。
您可以在DMol3的理论部分了解更多关于DMol3如何工作的信息。
DMol3适用于分子和三维周期固体，但不适用于一维或二维周期结构。
要为这样的系统建模，您必须构建一个周期性副本之间具有真空的3D结构。
SetupDFT-DSpin unrestricted=spin polarized自旋不受限制:当选择时，表示计算将使用不同的轨道进行不同的自旋。
这就是所谓的“自旋不受限制”或“自旋极化”计算。
如果不加检查，计算对和旋转使用相同的轨道。
这就是所谓的“自旋受限”或“非自旋极化”计算。
默认=无节制的。
Use formal spin as initial使用形式自旋作为初始值:当勾选时，表示每个原子的未配对电子数的初始值将取自为每个原子引入的形式自旋。
怎样用Dmol3和Gauss得到homo和lumo？
怎样用Dmol3和Gauss得到homo和lumo？整理了一下，给大家做个参考1、dmol计算的时候选择properties里面的orbitals把homo和lumo选上然后计算，算完以后打开analysis对话框选择orbitals，就看到你算的homo和lumo了，然后import就在模型中可以看见homo和lumo了。
在MS的Dmol3下计算能量，在分析里查看HOMO和LUMO轨道的电子云的计算结果时，有两种颜色，默认的是黄色和蓝色。
这种颜色的不同代表什么意思？其实两种颜色的电子云不是代表homo和lumo的，只是说这个地方波函数是正号还是负号。
因为对于电子云来说，其实是波函数的平方，这个地方为了区别波函数的正负号，所以引进了两种颜色的电子云。
2、gaussview和material studio计算出的HOMO，LUMO哪个更准确一些？生成chk文件后，用gaussview打开，然后点击edit，Mos 然后软件界面右上角就得到一个表格，看了一下21和22分别代表HOMO，LUMO，这个HOMO，LUMO后面数据应该是能级值吗，单位是au，用苯先试了一下gaussview中HOMO，LUMO分别是-0.2482，0.00375au，（换算后为-6.7539ev，0.102ev）；用ms计算的HOMO，LUMO分别是-0.225169，-0.035370au（-6.127，-0.962ev）。
为什么相差这么远呢？即使只从带隙看，第一个是 6.85ev，第二种算法是5.2ev，也相差挺远。
因为方法不一样gaussian计算后gaussv打开后的HOMO LUMOms计算出来的HOMO LUMO3、homo和lumo的能级差到底可以说明什么？两个能级相差越大，说明从自由原子变成分子成键时能量降低越大或者说电子从h到l跃迁越难，分子发生化学变化的可能就越难分子越稳定。
电子从HOMO到LUMO的跃迁是整个原子或分子体系中所有可能跃迁中最容易发生的跃迁，其他任何跃迁所需要的能量都大于这个能量差，HOMO与LUMO的能级差越大，电子发生从HOMO 到LULMO的跃迁所需要吸收的光的能量越大，发生跃迁所吸收的光的能量越大，吸收波长也就越短，这种跃迁也就相对不容易发生或发生的概率越低；（光）化学活性也就越低！。
DMol3-A Standard Tool for Density-Functional
A Standard Tool for Density-Functional Calculations
Jörg Behler Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft Berlin, Germany Bernard Delley Paul-Scherrer-Institut, Zürich, Switzerland
FHI Workshop 2003 9
Summary Basis Functions
Advantages
• very efficient (small) basis ⇒ fast calculations • allows for calculations without periodic boundary conditions or less dense systems (slabs with large vacuum) • easy physical interpretation of basis functions • (almost) no basis set superposition error • different basis sets for different elements possible
3 Step approach
1. Decomposition of the total integral in 3D into a sum of independent integrals for atomic contributions ⇒ partitioning 2. Decomposition of each atomic integral into a radial and an angular part ⇒ spherical polar coordinates 3. Integration of the angular part on a sphere or decomposition into separate integrations for ϑ and φ
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高性能计算平台Dmol3算例
郭军（justin.gcxy@yahoo.com.cn），June. 2010
作者简介：郭军，中南大学化学化工学院功能材料所2006级博士研究生，师从
黄可龙教授，主要研究方向为功能材料与分子的模拟计算。
引子
Dmol3和CASTEP是Materials Studio中基于第一性原理进行分子与材料模拟计算的两个
重要的模块。有关CASTEP的相关操作，已有老师通过高性能计算平台的经验交流模块作了
详细的介绍，本文就不再赘述。
本文就如何向我校高性能计算平台上提交Dmol3任务做一个简单的介绍，希望能到达
抛砖引玉的目的。
本文主要内容分两部分，第一部分将在本地微机上建立一个Doml3的计算模型，第二
部分介绍如何提交到计算平台上。
一、在本机MS Visualizer上建立模型
以对苯甲酰胺分子进行结构优化为例：
1、 打开Materials Studio，建立一个新的3D Atomistic，重命名为benzamide，如下图：
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图一
Materials Studio Visualizer的绘图功能强大，操作比较友好，模型库也比较丰富，它能
够很方便的画出晶体，聚合物，分子等的结构。但它对于高对称性的分子的绘制略有不足，
迄今我还没有找到比较好的方法。在本文中采用的方法是，先写出该高对称性分子的内坐标，
然后在GaussianView中进行图形表达，再将文件另存为MDL Files格式，该格式可在MS中
识别。
2、 设置计算参数并建立计算任务
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图二
由于每个人对计算的要求不一样，这里我们没有对计算的具体设置进行详细的讨论。值
得注意的是，和CASTEP一样，由于我们是要在远程计算平台上提交任务，这里不直接Run，
而是点击Files按钮，会弹出DMol3 Job Files对话框，按下Save Files，可以看到在Project中
产生一个新的文件夹，里面包含了三个文件，如下图所示。
图三
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接下来我们要做的是将后缀为xsd和input的两个文件export到本机一个新的文件夹里，
这里我们命名为benzamide。要注意的是，benzamide.input文件export到新文件夹后，会变
成benzamide.txt文件，这里我们要改成benzamide.input，否则会出错；export benzamide.xsd
文件时，应将输出格式改为InsightII Molecule Files，如下图所示：
图四
这时候我们可以在benzamide文件夹中看到benzamide.input, benzamide.car,
benzamide.mdf三个文件，这都是我们计算所需要的，如果没有看到benzamide.mdf，可以
查看隐藏文件，并将该文件属性的隐藏去掉。
二、向高性能平台提交计算任务
要向高性能平台提交计算任务，我们需要写一个PBS文件，并将它放在计算平台上计算
数据文件夹中。下面是一个简单的pbs文件，如果读者有更多的需要，可以参照其它软件介
绍的PBS文档。
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图五
Materials Studio基本上是一个黑箱操作的软件，留给用户自由操作的空间比较小。这样
以来，可使新入门者比较快的利用该软件进行实际的操作，但也容易使已入门但又不是特别
熟练的用户产生一些疑惑，对于一个问题，往往是知其然，不知其所以然。这个时候，我建
议大家，一方面多看Materials Studio的帮助文档；另一方面多在网络上搜索提问；最重要
的要积极补充有关材料和化学计算的相关基本知识，以不变应万变。