Gaussian 专题

Gaussian W1BD组合能量实操

H2完整W1BD实际流程,区分内部组件、最终电子能、0K与E/H/G。

更新于 2026-11-05约 4 分钟阅读按任务与环境选择适用配置
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本篇使用鸢算科技集群实际运行的 Gaussian 16 C.01 AVX CPU 结果。程序为厂商预编译版本,按用户独立初始化;每份参考输入1线程、1GB,不作为CPU节点性能基准。

下载29份完整输入、实算数值与6张图的绘图资料,在新目录操作:

unzip gaussian-keyword-methods-practical*.zip -d gaussian-example
cd gaussian-example
bash run.sh

默认从随附实算数值生成 analysis/energies.csv、analysis/selected-results.json 和 figures/,不调用Gaussian;使用已有ASE Python环境里的NumPy和Matplotlib。其他电脑可用 PYTHON=python3 bash run.sh 指定自己的环境。

重算前用 yskit gaussian-init 初始化自己的授权程序,按Gaussian提交示例申请CPU资源。在已分配的资源中执行 bash run.sh compute 顺序重算全部29例;单独一例用 bash compute.sh 案例名,已有完整work目录用 bash run.sh analyze 重新提取。脚本不自行申请资源,也不覆盖同名work目录。个人检查点和完整波函数只保留在自己的计算目录。

1. W1BD是一套组合步骤#

与单独写BD/基组不同,W1BD会按内建组合配方执行内部优化、频率以及不同基组/相关层次的组件。本例选择小H2演示整个流程,不把它与固定0.74Å的单点方法表混在一起比较。

bash compute.sh h2-w1bd
%nprocshared=1
%mem=1GB
%chk=result.chk
#p W1BD NoSymm

Small actual Gaussian keyword-family example

0 1
H 0.000000000000 0.000000000000 0.000000000000
H 0.000000000000 0.000000000000 0.740000000000

W1BD后不再附加普通/STO-3G来替代整套配方。准备自己的分子前核对组合方法的元素、态和适用范围;大分子的耗时/内存与本例不能按原子数简单线性外推。

2. 找最后的组合能量摘要#

sed -n '/W1BD  Energy Components/,$p' work/h2-w1bd/output.log

本例外推与修正摘要(程序打印到6位小数):

项目 能量 / Hartree
HF外推 -1.133454
BD相关外推 -0.041127
(T)相关项 0.000000
芯相关+标量相对论 -0.000010
最终组合电子能 -1.174591
零点能修正 0.009921
热能修正 0.012282
W1BD (0 K) -1.164670
W1BD E(T) -1.162309
W1BD H(T) -1.161365
W1BD G(T) -1.176157

温度 298.15 K,压力 1 atm。电子能、加零点能后的0K能量、有限温度E/H/G是不同量。程序最后FCHK的Total Energy为 -1.172692927075 Hartree,是最后一个组件值,不能拿它代替上表任何最终组合量。

W1BD组件和最终电子、0K与热力学能量

3. 用数值关系检查自己取对了字段#

  • 组合电子能 + ZPE ≈ 0 K能量。
  • 组合电子能 + 热能修正 ≈ E(T)。
  • 理想气体热化学中H(T)-E(T) ≈ RT,注意Hartree与温度的换算。

摘要只打印6位小数,显示数值相加可能在末位有差别;不要给打印数据添加不存在的精度;重复运行时内建迭代与外推还可能让摘要末一两位变化,本例应按约10⁻⁶ Hartree的显示分辨率阅读,不作为高精度基准。本例H2仅两电子,所以(T)项显示0,不能推广到多电子分子。

python3 - <<'PYDATA'
import json
w=json.load(open('analysis/selected-results.json'))['h2-w1bd']['w1bd']
for k in ('electronic_Ha','zeroK_Ha','energy_T_Ha','enthalpy_T_Ha','free_energy_T_Ha'):
    print(k,w[k])
PYDATA

4. 接到自己的反应能与自由能#

参与物种统一方法、标准态、温压和能量定义,先按化学计量组合,再处理浓度/压力标准态。不要混用一部分W1BD(0K)、另一部分单点FCHK和未注明温度的G。

继续看其他复合方法、热化学和标准态与台阶图。参考:W1方法原厂说明。

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