Multiwfn入门与文件准备
从完整Gaussian输入开始，区分fchk、Molden与cube，运行无图形界面的分析和绘图。
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Multiwfn分析的是已经得到的电子波函数或网格。本组教程用水、乙烯和水二聚体，给出从输入文件到CSV、图片的完整操作。量子化学部分采用Gaussian16 C.01的B3LYP/6-31+G(d)，SCF=Tight、Int=UltraFine、NoSymm；乙烯光谱另用六态TDDFT。几何与输入公开，参考图来自鸢算科技集群实际计算。
1 下载后先看结果#
unzip multiwfn-practical-wave272*.zip
cd multiwfn-practical-wave272
bash run.sh
打开 figures/ 中的PNG即可看参考图；这一步读取已有数值，不会提交新计算。reference/ 中有电荷、键级、轨道、临界点和激发态的CSV。
2 准备软件环境与计算资源#
集群使用官方日期版 Multiwfn noGUI 2026.10.18 预编译程序，没有图形窗口；通过导出原生数据，再用Matplotlib在终端生成图片。
module load multiwfn_nogui/2026.10.18
which Multiwfn
which g16
which formchk
Gaussian需先加载本人获授权的环境；它与Multiwfn是两套程序。配套脚本使用集群gpumdkit 1.5.8环境的NumPy、Matplotlib，不需要远程桌面。脚本将本组小例设为单线程；大分子请按任务调整线程和内存。
正式计算通过Slurm提交。配套 cpu.sbatch 提供CPU分区56核整节点申请模板，本例实际分析仅用一个线程；先确认当前分区可用、自己的Gaussian环境已加载，再执行：
bash submit.sh
已经在自己获分配的CPU资源中时，可直接运行：
bash compute.sh
它依次做：①计算四个完整Gaussian输入；②用formchk转出完整fchk；③执行43项Multiwfn菜单操作及全电子密度对照；④提取CSV；⑤绘制六图。生成 work/ 与 results/，不会覆盖已有目录。不要自行在登录节点运行生产计算。
3 先准备一个水分子的完整输入#
下面即 inputs/water.gjf。坐标单位Å，电荷0、单重态；这是固定几何的波函数准备，不含结构优化。
%nprocshared=1
%mem=1GB
%chk=result.chk
#p B3LYP/6-31+G(d) Pop=(Full,NBO,Hirshfeld,MK) SCF=Tight Int=UltraFine NoSymm
Gaussian population reference water
0 1
O 0.000000000000 0.000000000000 0.000000000000
H 0.000000000000 0.758600000000 0.587100000000
H 0.000000000000 -0.758600000000 0.587100000000
在单独计算目录中运行：
g16 < water.gjf > water.log
formchk result.chk water.fchk
Multiwfn water.fchk -nt 1
其他三个完整输入位于 inputs/ethylene.gjf、water-dimer.gjf、ethylene-td.gjf。换体系时先检查电荷、自旋、基组、几何和计算方法。下面各篇的 water.fchk、dimer.fchk 可分别由对应的检查点转出；使用配套完整脚本时，它们在 work/inputs/体系/result.fchk。
4 三种文件不能混用#
| 文件 | 有什么 | 适合什么 |
|---|---|---|
| fchk | 基组、轨道系数、密度矩阵等完整字段，具体依计算保存内容 | 轨道、原子电荷、键级、实空间分析 |
| Molden | 取决于导出内容，可含完整基组与分子轨道 | 与其他分析工具交换；应核对轨道/占据及格式支持 |
| cube | 某个函数的离散网格、格点单位与原子坐标 | 等值面、截面、网格处理；不能代替完整波函数做所有电荷/键级分析 |
把水的完整波函数导出Molden：
Multiwfn water.fchk -nt 1 <<'EOF'
100
2
6
water.molden
0
0
q
EOF
依次为其他功能、导出、Molden、文件名、返回两层、退出。重新读入，检查一个点的密度：
Multiwfn water.molden -nt 1 <<'EOF'
1
0,0,2
1
q
q
EOF
坐标后还需选单位：这里 1 表示Bohr，不能省略。水在 (0,0,2) Bohr 的电子密度，fchk为 0.03586351967、导出Molden为 0.03586352067 e/Bohr³。三个分子的格式转换均已做实际读回对照；其他基组和软件导出的Molden还应逐项检查。
继续操作与资料#
配套脚本的 controls.json 保存每项菜单输入；work/functional/ 是自己计算的原生文件，results/ 是CSV、数值说明与图片。用自己的结果重画：
bash plot.sh results/plotdata my-figures
科学使用请按所用方法引用Multiwfn及原生提示中的论文：原始论文、2024综述。菜单以本集群2026.10.18 noGUI版为例；官方主页与手册、官方快速入门可查其他输入与选项。
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