GPUMDkit 热导率、黏度与温度序列绘图
热导率、黏度与温度序列绘图:终端操作、输入输出、集群示例与适用条件。
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本篇以集群GPUMDkit 1.5.8为准。下载输入与参考结果,解压进入gpumdkit-examples。所有工具操作在自己的工作副本执行。
module load gpumdkit/1.5.8
gpumdkit.sh -doctor
工具输出若出现“±0”,应先检查是否只有一个重复样本;单样本标准差为0不代表误差为0。本次HNEMD工具例只有一条轨迹,不能据此给出精确不确定度。
按什么顺序操作#
热输运必须先区分EMD、HNEMD和NEMD。工具能够画出曲线不等于热导率已经收敛。本专题Si弱驱动力短采样中存在负均值,保留波动,不以此宣称负热导率。二维体系要说明使用的有效厚度;体积缩放参数不能随意调整到期望结果。
本章功能与终端入口#
带“→”的是交互菜单:先运行gpumdkit.sh,再逐项输入编号;不是把箭头整行粘进终端。
| 功能 | 命令或菜单 | 输入、输出与关键条件 |
|---|---|---|
| 绘图 emd | gpumdkit.sh -plt emd x --save --save-data |
hac.out;导出EMD图、txt与npz |
| 绘图 emd2 | gpumdkit.sh -plt emd2 save |
hac.out;所有方向对照 |
| 绘图 hnemd | gpumdkit.sh -plt hnemd 1 20 --save --save-data |
kappa.out,可选shc.out;有效尺寸系数1、频率截断20 THz |
| 绘图 nemd | gpumdkit.sh -plt nemd Auto 1 20 --save --save-data |
compute.out、run.in、model.xyz,可选shc.out;确认自动识别长度的单位和分组 |
| 绘图 viscosity | gpumdkit.sh -plt viscosity save |
viscosity.out;相关积分曲线 |
| 绘图 D | gpumdkit.sh -plt D save |
整数温度K/msd.out;别名arrhenius_d,拟合40%–80%窗口 |
| 绘图 D_xyz | gpumdkit.sh -plt D_xyz save |
整数温度K/msd.out;三个方向与总扩散 |
| 绘图 D_PT | gpumdkit.sh -plt D_PT 380 save |
示意相变温度380 K,必须替换为有依据的温度,不能任意分段 |
| 绘图 sigma | gpumdkit.sh -plt sigma save |
别名arrhenius_sigma;仅现实现Li/Na、单位价电荷;thermo、msd、结构 |
| 绘图 sigma_xyz | gpumdkit.sh -plt sigma_xyz save |
Li/Na单位价方向电导;不可直接套多价离子 |
| 绘图 sigma_PT | gpumdkit.sh -plt sigma_PT 380 save |
相变分段电导;必须先明确相变与载流离子,300 K外推需另判断 |
本版工具的谱积分会裁剪负总谱,不能用于本组噪声显著的带符号谱;下方HNEMD示例只读取总热导kappa.out。NEMD按冷源编号推断总组数,不适合本例12组/冷源6的周期布局;不要删温度列或改冷源编号,改用GPUMD NEMD教程的完整数据脚本。
使用时注意#
D和D_xyz使用每条MSD中间40%–80%的点拟合;图中的拟合活化能只演示操作。本次3000/3500 K数据的拟合斜率很小,且3000 K在该窗口为负;工具会排除非正D,剩下两点不足以支持活化能。因此本专题不展示该拟合线作为材料结果。sigma/sigma_xyz当前只自动统计Li/Na并采用单位价电荷,还会外推300 K;其他离子和跨相变体系不能直接套用。
实际操作:plt-viscosity#
从附件根目录新建这个示例:
python new-case.py plt-viscosity
cd work/plt-viscosity
执行以下命令:
gpumdkit.sh -plt viscosity save
本次生成的参考文件:sdc.out、msd.out、thermo.out、viscosity.png、viscosity.out。自己的输出会写在当前work/plt-viscosity目录。

下一例开始前执行cd ../..回到附件根目录;不要把两个例子的输出放在同一目录。
实际操作:plt-emd#
从附件根目录新建这个示例:
python new-case.py plt-emd
cd work/plt-emd
执行以下命令:
gpumdkit.sh -plt emd x --save --save-data
本次生成的参考文件:emd.png、thermo.out、hac.out。自己的输出会写在当前work/plt-emd目录。

下一例开始前执行cd ../..回到附件根目录;不要把两个例子的输出放在同一目录。
实际操作:plt-emd2#
从附件根目录新建这个示例:
python new-case.py plt-emd2
cd work/plt-emd2
执行以下命令:
gpumdkit.sh -plt emd2 save
本次生成的参考文件:emd2.png、thermo.out、hac.out。自己的输出会写在当前work/plt-emd2目录。

下一例开始前执行cd ../..回到附件根目录;不要把两个例子的输出放在同一目录。
实际操作:hnemd-nospectrum#
从附件根目录新建这个示例:
python new-case.py hnemd-nospectrum
cd work/hnemd-nospectrum
执行以下命令:
gpumdkit.sh -plt hnemd 1 20 --save --save-data
本次生成的参考文件:thermo.out、hnemd.png、kappa.out。自己的输出会写在当前work/hnemd-nospectrum目录。

下一例开始前执行cd ../..回到附件根目录;不要把两个例子的输出放在同一目录。