Gaussian BOMD短轨迹实操

下载21份完整输入、实际轨迹、CSV与6张图的绘图脚本。在新目录只放本次下载的一个ZIP，然后：

unzip gaussian-dynamics-pbc-practical*.zip -d gaussian-dynamics
cd gaussian-dynamics
bash run.sh

文件名末尾可带下载版本和哈希，星号同时兼容这类文件名。默认入口使用随附实际数值生成 analysis/ 与 figures/，不启动量子化学计算。Python环境需要NumPy、Matplotlib、ASE；集群默认使用ASE 3.29.0的环境，其他电脑可设置 PYTHON=python3 bash run.sh。

重新计算前，先完成个人有权使用的Gaussian环境初始化：

yskit gaussian-init

按Gaussian输入与CPU提交申请CPU资源，加载个人环境后检查入口。下面的计算命令均应在已分配的CPU资源内执行：

command -v g16
command -v formchk

本例使用个人Gaussian16 C.01 AVX厂商预编译CPU程序，每例1核心、1GB，没有公共Gaussian module或自行编译的MPI版本。bash run.sh compute 会顺序重算全部21例；单例可用 bash compute.sh 案例名。它不会替你申请队列资源，已有同名work目录时会拒绝覆盖。

1. 明确本例计算什么#

以HF/STO-3G水分子演示Born–Oppenheimer分子动力学。每个位置重新收敛电子态，再推进原子运动。采用0.05fs步长、共1fs，足够看懂输入、时间和输出；不能用它计算扩散、热导、平衡光谱或统计意义上的温度。

完整输入：

%nprocshared=1
%mem=1GB
%chk=result.chk
#p HF/STO-3G BOMD=(GradOnly,MaxPoints=21,StepSize=500,ReadVelocity) SCF=Tight NoSymm

Small native dynamics or periodic teaching probe

0 1
O 0.000000000000 0.000000000000 0.000000000000
H 0.000000000000 0.757000000000 0.586000000000
H 0.000000000000 -0.757000000000 0.586000000000

0
0.000000000000e+00 0.000000000000e+00 -2.520363643572e+12
0.000000000000e+00 1.000000000000e+13 2.000000000000e+13
0.000000000000e+00 -1.000000000000e+13 2.000000000000e+13

GradOnly 请求梯度路径，本例原生输出为Velocity Verlet。StepSize=500 在该路径对应0.05fs；MaxPoints=21 包含初始点，因此实际从0到1fs。不要把它与ADMP的点数计法直接混用。

分子坐标后的 0 是解离路径数，本例不指定产物判据。随后三行是各原子的初始Cartesian速度，单位 Bohr/秒，不是Å/fs。数值的正负对应方向；氧原子的速度用于使初始质心动量接近零。

2. 运行并读实际时间表#

bash compute.sh water-bomd-dt50
grep -A 24 '^ Trajectory summary$' work/water-bomd-dt50/output.log
tail -n 3 work/water-bomd-dt50/output.log

本例有21个实际时刻：0、0.05、……、1.00fs。不要把日志中的预测坐标、初始点重复说明或Step Number标签直接当作新增轨迹帧。末尾“没有满足产物判据”只表示这段短轨迹没有达到解离终止条件，不能据此声称发生了反应。

初始O—H距离约0.957311Å，0.05fs步长的完整SCF轨迹在1fs约为0.976987Å。这里从给定非平衡构型和速度开始，不是从热平衡采样生成的轨迹。

3. 提取、画图和查看轨迹#

下载包默认入口提供已经提取好的真实数据与10组XYZ/TRAJ轨迹：

head -n 6 analysis/trajectories.csv
ls analysis/water-bomd-dt50.xyz
ls analysis/water-bomd-dt50.traj

全部重新计算完成后，使用 bash run.sh analyze 重新提取并画图；只单算一例时，先从该例日志读取时间/能量，整包入口需要完整21个例子的输出。

本组BOMD在0.05fs、1fs时长下的最大总能量变化约 7×10⁻⁷Hartree。仍应按自己的体系比较时间步长和电子收敛，见时间步长与轨迹处理。

方法及输入语法参见Gaussian BOMD手册。