CP2K基组、网格与GPW/GAPW

下载20份完整输入、真实输出、网格和绘图脚本。在已分配的CPU资源中运行 bash run.sh 示例名称；输出在 work/示例名称/，原结果在 reference/。不修改公共软件、不自动提交任务；正式提交流程参见CP2K入门。

1 基组与密度网格分别控制什么#

在入门页的完整输入中，原子KIND的 BASIS_SET决定轨道展开；MGRID/CUTOFF控制辅助密度网格，REL_CUTOFF影响高斯函数在多层网格的分配。提高CUTOFF不会自动把SZV变为TZV2P。

bash run.sh water-basis-szv-sr
bash run.sh water-basis-dzvp
bash run.sh water-basis-tzvp
bash run.sh water-basis-tzv2p

各名称分别选择SZV-MOLOPT-SR-GTH、DZVP-MOLOPT-GTH、TZVP-MOLOPT-GTH、TZV2P-MOLOPT-GTH；其他设置保持PBE、GTH-PBE、同一坐标和12 Å非周期盒。

SR与普通MOLOPT不是只改一个“精度等级”的同一组嵌套基函数。以上只说明本分子在给定设置下的差别；最终应比较目标能量差和力，而不是只选择总能最负的一行。

2 固定CUTOFF，再比较REL_CUTOFF#

bash run.sh water-relcut-20
bash run.sh water-reference
bash run.sh water-relcut-80

固定CUTOFF=400 Ry，本次REL_CUTOFF=20、50、80 Ry的总能分别为−17.224883664233、−17.219570730132、−17.219570707776 Hartree。20 Ry和较细设置差别明显，不能只检查CUTOFF一个参数。

这也不意味着50 Ry对所有体系都够用。更重元素、更紧基函数、应力或细小能量差均需重新检查，并与CUTOFF、盒长和基组一起收敛。

3 使用GAPW不自动等于全电子#

bash run.sh water-gapw-pp

在DFT中增加：

&QS
 METHOD GAPW
&END QS

本例仍保留GTH-PBE赝势和DZVP-MOLOPT-SR-GTH，因此仍是8价电子的赝势计算，总能−17.219077143724 Hartree。它演示方法切换；与GPW的有限网格差异不应直接解释为物理效应。

4 真正的全电子GAPW#

bash run.sh water-gapw-all-electron

关键输入同时改变方法、基组和势文件：

&DFT
 BASIS_SET_FILE_NAME BASIS_SET
 POTENTIAL_FILE_NAME ALL_POTENTIALS
 &QS
  METHOD GAPW
 &END QS
 ...
&END DFT

&KIND O
 BASIS_SET 6-31G*
 POTENTIAL ALL
&END KIND
&KIND H
 BASIS_SET 6-31G*
 POTENTIAL ALL
&END KIND

上面省略位置是原DFT内其他已保留的SCF、XC、MGRID和POISSON段；可直接使用包内完整input.inp。不要把KIND段放在DFT里，它属于SUBSYS。

此例用对角化和Pulay混合：ALPHA=0.1、NBUFFER=8、EPS_SCF=1E-7。15步SCF收敛，总能 −76.319033442746 Hartree，输出确认10个电子，含氧的芯电子。

POTENTIAL ALL须从相应的全电子势数据文件读取，不能只改名称而保留不含ALL条目的GTH_POTENTIALS。官方GAPW说明也强调基组、原子表示与电子数应匹配。

5 比较之前先确认能量参照#

赝势计算不显式包含同样的芯电子能量，不能将−76 Hartree与−17 Hartree的原始大小用于判断优劣。比较反应能时，应在每一套一致表示内计算完整反应，再比较相应差值。

本篇是小分子的操作起点；6-31G*不是自动推荐给所有周期材料的生产基组，GAPW的原子网格和增广参数仍需对目标性质检查。