Gibbs2 实操专题
从实际Si体积能量数据开始，学习状态方程、振动热力学、温压性质、相比较和数据工具。
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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。
Gibbs2把体积—能量、声子与其他振动输入整理成固体的状态方程和热力学表。它接在VASP、Quantum ESPRESSO等电子结构计算之后，不能替代这些程序去计算电子总能或原子力。
1. 按顺序准备#
先用电子结构软件得到一致设置下的一组E(V)；统一每个体积对应的化学式单位、原子数和能量定义；根据问题选择静态EOS、Debye近似或声子DOS；再设置P/T范围，运行Gibbs2，提取表格与图片。
module purge
module load gibbs2/1.0.68
which gibbs2
gibbs2 --help
编译环境为GNU Fortran13.3、CMake3.28.3、Release -O3，采用内置MINPACK/PPPACK/SLATEC。此入口无MPI、OpenMP、CUDA或MKL加速依赖；多给GPU或MPI进程不会加速一个串行拟合。需要批量处理时，可以按独立输入分开安排资源。
2. 按问题阅读#
| 需要做什么 | 教程 |
|---|---|
| 第一次运行，认识输入输出 | 第一次计算 |
| 用本集群Si数据得到V0、B0、B′ | Si状态方程 |
| 选择EOS与应变多项式 | 状态方程模型 |
| 搞清每原子、化学式单位、Z和单位 | 输入与单位 |
| 只有静态E(V)，做Debye近似 | Debye与Grüneisen |
| 输入Γ点光学模或扩展模型参数 | Einstein与扩展模型 |
| 已有各体积声子DOS | QHA声子输入 |
| 已有各体积、各温度F/S/Cv | 外部振动热力学 |
| 看热膨胀、热容与模量 | 温压性质表 |
| 比较两相、细化相界 | 相比较 |
| 引入已知参考体积/模量 | 经验能量修正 |
| 判断电子热贡献列是否可用 | 电子热贡献的使用范围 |
| P(V)积分、额外属性插值 | 数据工具 |
| 找输出列、用原生Gnuplot出图 | 输出与绘图 |
| 查命令、选项与本版本范围 | 命令参考 |
3. 数据从哪里来#
Si的10个E(V)点和输入结构来自鸢算科技集群已有VASP实算；MgO/C/Al静态与声子数据来自固定版本的官方示例，本专题在集群上实际运行Gibbs2处理这些输入；另有明确标注的解析EOS、Debye谱与辅助属性数据，用于说明算法、单位和输出。解析控制不冒充新的DFT或真实材料数据。
包内55个计算条件、25项输入与数据操作、18次CLI选项调用按用途组织。快速查看所有输入：
ls inputs
ls language-inputs
cat CASES.json
4. 先记住几个选择#
BM2/BM3在当前入口优先用fit strain bm 2/3；电子热贡献不能直接采用当前ELEC零输出列；P(V)先用配套工具积分为相对E(V)。默认采用SLATEC数值拟合。具体操作在各篇给出，原始数据和有效位数始终保留。
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。