Critic2 球积分与采样设置
在真实水二聚体密度中选择积分球,区分输出半径、角向点和径向积分点。
阅读本篇目录
下载本组操作包,解压后进入包目录。包中有17个原生输入、原始结果、表格与6张图;复用已经计算的水二聚体WFX和NaCl价密度,不启动新的DFT。模块为 critic2/1.4。
1. 选择球心和半径#
本例取真实水二聚体的O1核位置作为球心,半径从0.1到0.8Å。密度来自PBE/def2-SVP固定S22几何单点。有限半径球只定义一个选定空间区域,不能替代Bader原子盆。

实际水二聚体结构和O1中心的0.8Å几何积分球;球面只是区域边界。
先运行一个较粗的设置:
bash run.sh 4
grep -A 26 'Integration of spheres' work/sphere-water/out.cro
molecule ../../data/water.wfx
load ../../data/water.wfx
reference 1
sphereintegrals lebedev 50 nr 8 r0 0.1 rend 0.8 cp 1
2. 三个数字分别控制什么#
| 设置 | 作用 |
|---|---|
lebedev 50 |
每个球面的角向积分节点数 |
sphereintegrals ... nr 8 |
输出8个不同半径,采用对数间隔 |
int_radial nr 128 |
每条方向上的径向积分节点数,与上面的8个输出半径不同 |
最终使用角向590点、径向128点的输入如下:
bash run.sh 17
molecule ../../data/water.wfx
load ../../data/water.wfx
reference 1
int_radial nr 128
sphereintegrals lebedev 590 nr 8 r0 0.1 rend 0.8 cp 1
读取本版本原生输出时,以输入和最后的半径表为准;前面的r0/rend说明行可能与最终半径表数字不同,不要据此再次换算半径。本例默认积分属性是电子数与拉普拉斯积分,不能把电子数列误读成几何体积。配套CSV已给出明确列名:
bash analyze.sh
head -n 10 analysis-reference/spheres.csv
3. 真实采样变化#
操作包提供50、110、302、590角向点及最后128径向点的实际计算。最大半径0.8Å时:
| 角向/径向 | 球内电子数 | 拉普拉斯积分/(e/bohr²) |
|---|---|---|
| 50/50 | 7.14240932 | −8.52721119 |
| 110/50 | 7.14355816 | −8.53464437 |
| 302/50 | 7.14347525 | −8.53080980 |
| 590/50 | 7.14347798 | −8.53157818 |
| 590/128 | 7.14347796 | −8.53012524 |
| 独立体积分/表面梯度通量 | 7.1434779332 | −8.5301111073 |

实际角向与径向采样对照;拉普拉斯积分对离散设置更敏感。
固定求积方式输出的径向误差0不能证明积分已经收敛。实际操作时分别增加角向节点与径向节点,观察目标量;不同设置的误差也不一定单调变化。
4. 这些电子数如何解释#
半径增大会选入更多空间,球内电子数自然变化。不能直接用“O核电荷8减球内电子数”当作该氧的唯一原子净电荷,球域还会包含其他原子的密度尾部。需要原子电荷时,先选定合理分区定义,再做对应网格或积分参数检查。
提取结果与完整重做#
在新解压目录中先查看配套结果:
bash analyze.sh
ls analysis-reference
ls figures-reference
分析依次检查区域积分、原生轨迹/等高线、几何体积和球积分,然后生成6张图。完整重做17个原生条件时,在另一份新解压目录执行:
bash list.sh
bash run-all.sh
ls work analysis figures
每个编号写入自己的 work/名称/。已有结果时使用新的解压目录;不要对只算了一个编号的不完整 work/ 调用整组分析。CPU重算应使用账户分配的计算资源,包内 run.slurm 按CPU分区整节点56核规则准备,实际教学程序单线程,可用 sbatch run.slurm 提交;队列暂不能分配时,先提取随包已有数据。
构建为标签1.4、内部1.4.155,GCC/GFortran13.3、双精度/OpenMP,LAPACK3.12.1、Readline8.2、NLopt2.10.0、Libxc7.0.0及Libcint标签6.1.2。配套脚本使用已有NumPy、SciPy和Matplotlib环境,无需手动安装另一套MPI。
返回Critic2专题。依据:固定版本源码、官方命令参考、官方手册。这些是已运行的主要命令与条件,专用积分、特定波函数和其他接口仍有各自适用范围。