GPUMDkit专题

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。

更新于 2026-10-26约 5 分钟阅读按任务与环境选择适用配置
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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。

热导率、黏度与温度序列绘图,GPUMDkit读取集群实际数据生成

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。

热导率、黏度与温度序列绘图,GPUMDkit读取集群实际数据生成

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。

热导率、黏度与温度序列绘图,GPUMDkit读取集群实际数据生成

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。

热导率、黏度与温度序列绘图,GPUMDkit读取集群实际数据生成

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。

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