ORCA DFT网格与ECP实操

下载完整输入、真实输出、模式动画与绘图脚本。解压进入资料包目录，先提取已有结果：

bash analyze.sh

图片在 reference/figures，能量与频率CSV在 reference/analysis。15个小分子条件和原生工具结果都随包提供；绘图调用集群ASE3.29.0环境的Python3.11、NumPy/SciPy。

重新计算整组，在新解压目录执行：

sbatch submit.slurm

结果写入 work，最后自动运行IR/模式工具、提取数据并画图。模板按本例实际平台分配P100主机中的1个CPU核心和1个GPU配额，ORCA本例只用CPU，显卡不参与计算，计费按所选GPU分区规则。常规ORCA生产任务优先通过 yskit 复制CPU模板，并按模板分配设置 %pal；当前资源状态以门户或Slurm为准。小分子串行样例用于学习，不用于评估56核并行效率。

ORCA为6.1.1官方x86-64 CPU预编译发行包；本体没有在集群重新源码编译，配套OpenMPI4.1.8由GNU13.3编译。本例每次只启动一份驱动、单进程单线程，%maxcore 500 为每进程MB参考值，不是严格峰值内存上限。

1 用同一水分子做DFT#

实际PBE输入：

! PBE def2-SVP def2/J RI TightSCF DefGrid3 ENGRAD
%pal nprocs 1 end
%maxcore 500

* xyz 0 1
O 0.0000000000 0.0000000000 0.1192620000
H 0.0000000000 0.7632390000 -0.4770470000
H 0.0000000000 -0.7632390000 -0.4770470000
*

实际PBE0/DefGrid3输入：

! PBE0 def2-SVP def2/J RIJCOSX TightSCF DefGrid3 ENGRAD
%pal nprocs 1 end
%maxcore 500

* xyz 0 1
O 0.0000000000 0.0000000000 0.1192620000
H 0.0000000000 0.7632390000 -0.4770470000
H 0.0000000000 -0.7632390000 -0.4770470000
*

def2-SVP是轨道基组，def2/J是密度拟合辅助基组，二者用途不同；RIJCOSX包含混合泛函中交换计算的数值近似。比较积分网格时，其他设置和坐标保持一致。

cp -r inputs/water-pbe0-grid3 water-dft
cd water-dft
module purge
module load orca/6.1.1
"$ORCA_ROOT/orca" case.inp > case.out
grep -E 'final integration|FINAL SINGLE POINT ENERGY' case.out

2 网格变化，读取哪一个能量#

ORCA这条RIJCOSX计算会在SCF后用最终交换网格再积分。Electronic Energy等分项可能仍对应修正前的求和；应读取 FINAL SINGLE POINT ENERGY，并保留输出给出的再积分修正，不自行把不同阶段的分项拼在一起。

DefGrid2到3的最终能量在此变化约9.63×10⁻⁶ Eh，不能据一条水分子推断其他方法/体系都已网格收敛。PBE和PBE0的绝对能量也不构成精度排名。

3 重元素：HI的基组与ECP#

完整HI输入如下：

! RHF def2-SVP TightSCF ENGRAD
%pal nprocs 1 end
%maxcore 500

* xyz 0 1
H 0.0000000000 0.0000000000 0.0000000000
I 0.0000000000 0.0000000000 1.6100000000
*

def2族在本例碘原子上自动匹配def2-ECP，实际输出为替代28个芯电子；HI有54个总电子，对该ECP显式处理26个电子。ECP不是只写一个名字就能与任意轨道基组混配。

grep -A8 'ECP PARAMETER INFORMATION' case.out
grep -E 'Number of Electrons|Number of basis functions|FINAL SINGLE POINT' case.out

以上两行从你自己的HI计算目录执行。原生数据为：

两条HI都使用同样的ECP与固定1.61 Å键长，未把它们当作结构优化结果。改变芯电子处理方式、相对论近似或基组时，需要重新核对电子数和适用性质。

参考：DFT与RI设置、匹配基组和ECP。