Gibbs2专题

Gibbs2 用Si实算数据拟合状态方程

把VASP的实际体积能量点统一到每原子,得到平衡体积、体积模量和压力导数。

更新于 2026-10-30约 3 分钟阅读按任务与环境选择适用配置
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下载Gibbs2实操包。解压后进入包目录;完整输入、原始数据、提取脚本与高清图随包提供。本专题使用1.0.68固定源码版本、GNU Fortran13.3构建的双精度串行CPU入口,配套Python/Matplotlib与Gnuplot处理结果。每个流程从新的目录开始。

1. 先准备一致的E(V)#

本例8原子金刚石Si取5个体积,保持PBE、ENCUT550 eV、EDIFF1e-6和Gamma中心7×7×7一致。体积和能量均除以8;不要把整胞体积配上每原子能量。结构与INCAR/KPOINTS原件也在包内。

完整data/Si-diamond.dat:

18.301249971155 -5.34930515125
19.549062522472 -5.41317990875
20.796875 -5.42332830625
22.044687460821 -5.39462431125
23.292499975089 -5.33805021875

运行与查看#

在已分配的CPU资源内,从包根目录执行:

module load gibbs2/1.0.68
bash run.sh Si-diamond-strain-bm3
bash run.sh Si-diamond-strain-bm2
bash run.sh Si-diamond-vinet
bash run.sh Si-diamond-murn
ls work/Si-diamond-strain-bm3
tail -n 12 work/Si-diamond-strain-bm3/stdout.log

程序每次1个串行进程;不需要GPU或mpirun。原始输入、.eos_static、.eos与.efit按条件隔离保存。

inputs/Si-diamond-strain-bm3/in.ing的运行输入:

root result
mm 28.0855
nat 1
pressure 0 2 20
temperature 0
set notrans
phase Si file ../../data/Si-diamond.dat units volume ang3 energy ev tmodel static fit strain bm 3
end

units volume ang3 energy ev对应上面的原始单位;tmodel static只做静态EOS。fit strain bm 3是本版本推荐的三阶BM应变路径,写法中的3是多项式阶数。

2. 实际拟合结果#

模型 V0 / ų·atom⁻¹ B0 / GPa B′
strain BM2 20.458804 88.2543 4.000000
strain BM3 20.443960 88.5651 4.356695
Vinet 20.444528 88.7908 4.336705
Murnaghan 20.442768 88.0661 4.398585

五点数据适合了解流程,B′比V0更敏感。不要仅凭某个模型残差更小,就断定真实材料参数更准。

3. 压力范围看实际输出#

输入请求0至20 GPa、步长2;这套有限体积数据实际能给出0至12 GPa,之后极小值落到体积范围外。要算更高压力,先补更小体积的可靠电子结构数据,而不是强行外推。

head -n 12 work/Si-diamond-strain-bm3/result.eos_static
cat work/Si-diamond-strain-bm3/result.efit

两种Si原始结构及实际E(V)点。β分支也是固定形状数据,不能据此直接声称收敛的高压相界。

两种Si原始结构及实际E(V)点。β分支也是固定形状数据,不能据此直接声称收敛的高压相界。

同一组Si数据的模型差异与推荐入口得到的B(P)。

同一组Si数据的模型差异与推荐入口得到的B(P)。

从原始结果重新提取、画图#

若想先看配套数据,在另一份新解压目录执行:

bash analyze.sh
ls analysis-reference
ls figures-reference

它读取 reference/ 原始输出,重新提取表格并生成16张高清图。完整重算时,在新目录运行 bash run-all.sh,最终数据在 analysis/、图片在 figures/。同名结果目录已存在时会受到保护;只算一个条件时,不要调用需要全部条件的整包分析。

相关入口:Gibbs2专题、固定版本源码与手册。以本专题对应的集群版本与输入为准;有限体积、温压和频率网格是操作示例,真实材料计算需要检查相应收敛范围。

需要根据你的体系选择资源?联系讨论计算需求。实际可用软件与权限,以当前账户和运行环境为准。

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