symfc 力常数拟合入门

symfc把“位移—原子力”数据拟合成满足晶体对称性和声学和规则的力常数。本专题用实际Si例子演示二、三、四阶模型，重点是准备数据、运行拟合、检查误差、传给声子与输运程序。

1. 哪些工作由谁完成#

本组力是集群实际GPUMD计算的NEP预测，不是DFT标签。可用来学习拟合与接口流程；换成第一性原理力时仍需重新检查电子参数与数据精度。已有真实ABACUS力的收集例子见Phono3py力常数。

2. 加载环境#

module purge
module load phono3py/4.8.2
python -c "import symfc; print(symfc.__version__)"

本例输出1.7.3。symfc随该独立Python 3.11.16环境使用，不需要寻找一个同名公共模块，也不要叠加另一个科学Python环境覆盖依赖。

3. 先读已有结果#

下载完整Si实例包，解压到自己的工作目录。包内保留123个真实静态力条件、独立训练/验证/测试划分、14个拟合条件、原生导出文件与绘图脚本。

bash analyze.sh
head analysis-reference/fits.csv

生成6张高清结构/数据图和包含全部14个条件的CSV。默认读取 reference/，不会重新调用GPU求力或重新拟合。

4. 从头复现#

在新解压目录中提交：

sbatch submit.slurm

这个P100模板申请1张GPU与4个CPU核。核时/套餐对应的分区应按自己的账户选择；不要手工覆盖Slurm分配的 CUDA_VISIBLE_DEVICES。已获得合适资源后，完整入口是：

bash run-all.sh

顺序为：123个静态力条件 → 收集标签 → 14个拟合 → Phono3py接口计算 → 数据与图片。静态条件使用零时间步，只计算该结构的能量和力，不是分子动力学轨迹。

脚本保护已有目录。再次从头计算时重新解压到新目录，避免把不同参数的结果混在一起。

5. 按需要继续#

• 位移和真实力标签：超胞、位移幅度、数据划分、原子力单位。
• 二、三、四阶拟合：实际API、残差和独立测试。
• 截断与超胞：比较有限模型的相互作用范围。
• 求解器与紧凑常数：dense、梯度迭代与索引映射。
• Phonopy/Phono3py接口：原生文件与最终声子/输运输出。

这些小体系与固定势模型用于操作参考，不构成收敛材料性质、DFT精度或多核/GPU速度排名。symfc官方说明给出了该工具的基本定位。