CP2K优化基组怎么用：myout、命名与单点对照

基组优化完成后，应确认程序写出的文件能被真正的CP2K计算读取。本篇使用前一篇基组优化的实际myout，对同一个水分子做原始TZVP与优化TZVP的单点比较。

1. 先看已经完成的数据#

下载本篇完整输入、实际结果与绘图资料包，保存为example.zip：

python3 -m zipfile -e example.zip .
cd cp2k-optimize-basis-water
bash results.sh
bash read.sh
bash plot.sh

这些命令先读取随包真实结果，CSV在data/，原生输出在reference-results/，生成的图在figures/。无需为看图重做计算。

2. 看基组名称#

grep -E '^[HO] ' reference-results/budget500/myout
head -n 12 reference-results/budget500/myout

文件中有H/O各三套基组：原尺寸与两级派生尺寸。输入中的KIND/BASIS_SET必须与文件里的实际名称一致，不能因为文件名叫myout就把基组名称也写成myout。

本例Gaussian指数没有改变，收缩系数有实际变化；全部系数记录见：

head data/CP2K-basis-coefficient-changes.csv

3. 使用生成的基组#

本包将myout复制到一个独立计算目录，命名为BASIS_MOLOPT，这样输入中的文件名与原来一致，但实际内容来自新基组；原始公共文件不会被覆盖。

在自己的新目录也可以直接保留文件名：

mkdir h2o-new-basis
cp reference-results/budget500/myout h2o-new-basis/myout
cp inputs/POTENTIAL h2o-new-basis/POTENTIAL
cp inputs/budget500/verify/H2O-fitted/input.inp h2o-new-basis/input.inp
sed -i 's/BASIS_SET_FILE_NAME BASIS_MOLOPT/BASIS_SET_FILE_NAME myout/' h2o-new-basis/input.inp

完整单点输入为：

&GLOBAL
  PRINT_LEVEL LOW
  PROJECT fitted500
  RUN_TYPE ENERGY
&END GLOBAL

&FORCE_EVAL
  METHOD Quickstep
  &DFT
    BASIS_SET_FILE_NAME BASIS_MOLOPT
    POTENTIAL_FILE_NAME POTENTIAL
    &MGRID
      CUTOFF 100
    &END MGRID
    &QS
      EPS_DEFAULT 1.0E-12
      EXTRAPOLATION PS
      EXTRAPOLATION_ORDER 3
    &END QS
    &SCF
      EPS_SCF 1.0E-6
      MAX_SCF 100
      SCF_GUESS ATOMIC
      &OT
      &END OT
    &END SCF
    &XC
      &XC_FUNCTIONAL Pade
      &END XC_FUNCTIONAL
    &END XC
  &END DFT
  &SUBSYS
    &CELL
      ABC 8.0 8.0 8.0
    &END CELL
    &COORD
      O   0.000000    0.000000   -0.065587
      H   0.000000   -0.757136    0.520545
      H   0.000000    0.757136    0.520545
    &END COORD
    &KIND H
      BASIS_SET TZVP-MOLOPT-GTH
      POTENTIAL GTH-PADE-q1
    &END KIND
    &KIND O
      BASIS_SET TZVP-MOLOPT-GTH
      POTENTIAL GTH-PADE-q6
    &END KIND
  &END SUBSYS
&END FORCE_EVAL

使用上面重命名为myout的文件时，把输入中的BASIS_SET_FILE_NAME同步改成myout；其他基组名称不改。

4. 运行与比较#

使用集群cp2k/2026.2-8173m，Intel oneAPI 2024.2与Intel MPI构建，CPU路径。本包给出CPU整节点56核申请，MPI进程每个1线程。准备新计算时，在新解压目录执行：

sbatch run.slurm

任务结束后读取自己的输出：

bash read.sh work analysis-new
bash plot.sh analysis-new figures-new work

不要把实际计算直接放到登录节点。没有CPU资源时仍可先读已保存的结果。

整包脚本已经自动完成参考、原基组、优化、写出文件读回与新基组单点，不需再手工重复。查看结果：

grep 'SCF run converged' reference-results/post/original-native.log
grep 'SCF run converged' reference-results/budget500/verify/use-native.log
cat data/CP2K-basis-H2O-singlepoints.csv

两组TZVP使用相同分子、泛函、赝势、网格和SCF要求，优化后比原TZVP低约4.72 meV；这只是本例水分子的对照。TZV2P与TZVP尺寸不同，图中能量差也不能单独当作任意体系的基组误差上限。

5. 不要只读最后一个优化点#

grep 'Total residuum' reference-results/budget500/verify/verify-native.log

这里第一次评价读的是实际写出的基组，约−444.13350。它与原优化日志最后一个试探点−444.13228不同，说明“最后打印的点”和“实际输出文件”需要分别核对。

本例改进了单分子目标，但没有测试其他分子、键长、反应、体相或数值稳定性，因此仍应保留原生产基组，把新基组用于明确的研究与验证任务。