ShengBTE 寿命与平均自由程
用完整q网格速度和散射率独立重建RTA，实际提取寿命、MFP和累积热导。
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热导张量之外，ShengBTE还输出频率、速度、散射率和累积贡献。读这些文件时，先统一单位、模的排列和RTA/迭代含义，再画寿命与平均自由程。
1. 常用输出对应什么#
| 文件 | 内容与单位 |
|---|---|
| BTE.omega | 不可约q点的角频率，rad/ps |
| BTE.v_full | 完整q网格群速度，km/s，数值上等于nm/ps |
| BTE.w_isotopic | 同位素散射率，ps⁻¹ |
| T300K/BTE.w_anharmonic | 三声子散射率，ps⁻¹ |
| T300K/BTE.w | RTA总散射率，ps⁻¹ |
| T300K/BTE.w_final | 迭代求解后的有效量，不能直接替代所有RTA定义 |
| BTE.cumulative_kappa_scalar | 按平均自由程截断的累积热导 |
角频率除以2π才是THz；不能把BTE.omega中的数值直接当THz。
2. 看散射率组成#
head -n 5 reference/si-q6-300K-rta/BTE.w_isotopic
head -n 5 reference/si-q6-300K-rta/T300K/BTE.w_anharmonic
head -n 5 reference/si-q6-300K-rta/T300K/BTE.w
本例原生总率满足三声子加同位素的关系，三声子率又由程序输出的plus/minus两部分相加。不要在已经包含相应系数的输出上再把minus除以二。关闭同位素或纯单一同位素时，对应同位素散射率为零。
3. 计算RTA寿命和平均自由程#
对正散射率w，RTA寿命τ=1/w，单位ps；平均自由程Λ=|v|τ，单位nm。热导由每模热容、速度张量和寿命积分得到。
随包分析使用完整q网格速度，并正确映射不可约散射率；直接拿不可约速度模长乘权重，在简并模下不一定等价。按本版原生规则，热导积分排除Γ点，热容积分则保留它。分析从这些原始量独立重建RTA迹/3，与原生结果一致。
bash analyze.sh
module load ase/3.29.0
python - <<'PY'
import numpy as np
with np.load('reference/analysis/mode-data.npz') as a:
mfp = a['si-q6-300K-rta__MFP_nm']
cumulative = a['si-q6-300K-rta__cumulative_RTA_WmK']
print(mfp[:5], cumulative[:5])
print('累计热导终值:', cumulative[-1])
PY
4. 怎样解释累积图#
曲线说明当前模型中，某个RTA平均自由程阈值以下的模式贡献了多少热导。它不能直接给出某个真实样品长度的热导，也不等于纳米线边界计算。迭代BTE中的有效寿命和模贡献还可能有不同解释，本篇独立累积使用RTA定义，不混用w_final。
原生文件提供有限数量的MFP或角频率阈值；独立分析按相同阈值重新积分，核对累积值和总值，再画图。网格、力常数范围和简并处理仍会影响模式分解，不能据粗网格曲线精确指定实验器件尺寸。
资料包与运行入口#
下载力常数、25组完整输入、实际输出及全部分析画图脚本。解压后先检查输入、重画随包参考：
bash check-inputs.sh
bash analyze.sh
完整重新计算25组BTE后处理，在新解压目录提交：
sbatch run.slurm
只算一个q=6、300K RTA条件用 sbatch single.slurm，可编辑其中的条件名。模板遵守CPU分区整节点56核申请规则；这些小例实际使用1个MPI进程、1个计算线程，旨在学习输入和物理结果。大体系需要另按规模调整并行设置，不能用这些小例作性能推荐。
已经获得CPU计算资源时，可以直接调用 bash run.sh 条件名；不要把普通登录节点当计算节点。整套完成后：
bash analyze.sh work
图片在 work/figures/，数值摘要在 work/analysis/RESULTS.json。单例可直接看其 BTE.* 文件，统一分析需要25组完整结果。脚本不会覆盖已有work目录，重新计算请重新解压。
环境：ShengBTE2.1.0，GCC/GFortran13.3、Open MPI5.0.10、MKL2024.2 GF_LP64 sequential，模块 shengbte/2.1.0-8173m；此构建需要AVX-512 CPU，不能直接放到P100主机的旧CPU上运行。输入检查使用hiPhive1.5和Phonopy4.8.3，脚本分别加载对应环境，无需把所有依赖混装进同一Python。
力常数来自本集群已有的真实ABACUS Si16位移计算，本批只重新求解和分析BTE，没有新做DFT。三阶模型范围3Å，电子参数、超胞和q网格仍有有限性；本专题是操作与数值检查参考，不将结果当作收敛的硅材料热导率或CPU性能数据。