VASPKIT：分子动力学轨迹与扩散分析
先确认时间步、轨迹帧数和是否跨周期展开，再计算MSD、径向分布与振动态密度。官方水轨迹在集群重新分析，用来学习后处理，不代表本次重新进行水的AIMD。
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先确认时间步、轨迹帧数和是否跨周期展开，再计算MSD、径向分布与振动态密度。官方水轨迹在集群重新分析，用来学习后处理，不代表本次重新进行水的AIMD。
先准备示例#
下载输入、后处理数据与绘图脚本，解压后进入目录：
unzip vaspkit-examples-*.zip
cd vaspkit-examples
python3 prepare.py
module load vaspkit/1.5.1
prepare.py从集群安装的官方examples复制需要的原始示例；附件本身不转发这些分发文件。每个功能的目录独立，下面的cd cases/...均从附件根目录开始。完成一个功能后可用cd ../..回到根目录。
本例结果图#
图由实际导出的数据绘制。附件根目录执行module load phonopy/4.8.3，再执行python plot.py可重画；此模块提供绘图所需的Python环境。
主要例子的文件#
安装包示例 H2O_MD，在集群重新执行本功能；不是本轮重新进行全部上游VASP计算。
完整的配套文件通过附件和prepare.py准备。若本功能需要WAVECAR/WAVEDER，先按新计算与波函数准备运行自己的VASP，不使用其他体系的波函数代替。
扩散示例的数值#
水轨迹共48个原子、12000帧。对O原子每10帧取样，按200至1000的MSD索引区间拟合，得到平均扩散系数约8.765×10⁻⁶ cm²/s。温度400 K来自INCAR。它是这个轨迹和这个窗口下的估计，正式分析应去掉平衡前段，并检验线性扩散区间。
MSD.dat时间列是fs，配图转换成ps；三条线分别为x、y、z方向分量。726、730、731最后输入12000，意思是使用12000帧；它与722中“跳过多少帧”的问题不同。
各功能操作#
721 · 直接法MSD#
按下面顺序输入；原子编号从1开始，元素名与当前POSCAR一致。更换体系时先核对所需的文件和编号。
实例来源：安装包示例 H2O_MD，在集群重新执行本功能；不是本轮重新进行全部上游VASP计算。
在附件根目录执行：
cd cases/721
vaspkit < answers.in
answers.in实际内容如下，每行对应一次输入；也可运行vaspkit后逐行手动键入。
721
1
O
0
10
目录中的主要配套文件：INCAR、KPOINTS、MSD.dat、POSCAR、XDATCAR。
本次得到：DIFFUSION_COEFFICIENT.dat、MSD.dat、SELECTED_ATOMS_LIST。原始输入与结果保持在同一例子目录；表格文件先查看首行列名，再选择横纵轴。
本例输出摘要（数值仅对应上述输入）：
1) Select Atoms by Atomic Indices/Labels
2) Select Atoms by Layers
3) Select Atoms by Heights
4) Select Atoms by SELECTED_ATOMS_LIST File
How many initial frames do you want to skip? [Typical value: < 1000]
Which frames will be used to calculate? [Typical value: <=5]
(e.g., 10 means the 1st, 11st, 21st, ... frame will be used)
Percentage complete: 25.0%
Percentage complete: 50.0%
Percentage complete: 75.0%
Percentage complete: 100.0%
722 · FFT法MSD#
选O，跳过0帧、每10帧取1帧；实际研究应先确定平衡段，并比较不同拟合窗口。
实例来源：安装包示例 H2O_MD，在集群重新执行本功能；不是本轮重新进行全部上游VASP计算。
在附件根目录执行：
cd cases/722
vaspkit < answers.in
answers.in实际内容如下，每行对应一次输入；也可运行vaspkit后逐行手动键入。
722
1
O
0
10
目录中的主要配套文件：INCAR、KPOINTS、MSD.dat、POSCAR、XDATCAR。
本次得到：DIFFUSION_COEFFICIENT.dat、MSD.dat、SELECTED_ATOMS_LIST。原始输入与结果保持在同一例子目录；表格文件先查看首行列名，再选择横纵轴。
本例输出摘要（数值仅对应上述输入）：
1) Select Atoms by Atomic Indices/Labels
2) Select Atoms by Layers
3) Select Atoms by Heights
4) Select Atoms by SELECTED_ATOMS_LIST File
How many initial frames do you want to skip? [Typical value: < 1000]
Which frames will be used to calculate? [Typical value: <=5]
(e.g., 10 means the 1st, 11st, 21st, ... frame will be used)
723 · 扩散系数与形式离子迁移率#
输入200 1000为MSD数据拟合的时间步索引，随后1是形式离子价数，不是温度；温度来自INCAR。水氧原子的扩散可以分析，但把它设为带电离子得到的迁移率没有本例的物理含义，所以只报告扩散系数。
实例来源：安装包示例 H2O_MD，在集群重新执行本功能；不是本轮重新进行全部上游VASP计算。
在附件根目录执行：
cd cases/723
vaspkit < answers.in
answers.in实际内容如下，每行对应一次输入；也可运行vaspkit后逐行手动键入。
723
200 1000
1
目录中的主要配套文件：INCAR、KPOINTS、MSD.dat、POSCAR、XDATCAR。
本次得到：MSD_FIT.dat。原始输入与结果保持在同一例子目录；表格文件先查看首行列名，再选择横纵轴。
本例输出摘要（数值仅对应上述输入）：
Temperature (K): 400.00
Diffusion Coefficient in x direction (cm^2/s): 0.6560E-05
Diffusion Coefficient in y direction (cm^2/s): 0.7022E-05
Diffusion Coefficient in z direction (cm^2/s): 0.1271E-04
Average Diffusion Coefficient (cm^2/s): 0.8765E-05
Ionic Mobility in x direction (cm^2/s/V): 0.1903E-03
Ionic Mobility in y direction (cm^2/s/V): 0.2037E-03
Ionic Mobility in z direction (cm^2/s/V): 0.3688E-03
Average Ionic Mobility (cm^2/s/V): 0.2543E-03
725 · PCDAT配对关联#
本例读取既有Si短程AIMD的PCDAT；其余水轨迹示例是另一套数据，不混成同一条轨迹。
实例来源：本站VASP教程已在集群计算的 remaining-20261024/si-aimd-300k 数据。
在附件根目录执行：
cd cases/725
vaspkit < answers.in
answers.in实际内容如下，每行对应一次输入；也可运行vaspkit后逐行手动键入。
725
目录中的主要配套文件：INCAR、KPOINTS、PCDAT、POSCAR、XDATCAR。
本次得到：PCF.dat。原始输入与结果保持在同一例子目录；表格文件先查看首行列名，再选择横纵轴。
可用head 文件名查看表头，结构结果可在VESTA中打开，曲面数据按对应网格绘制。
726 · 径向分布与配位数#
O-H径向分布，最大半径4 Å、间隔0.1 Å；12000表示使用12000帧，不是跳过帧数。有限盒子限制可信距离范围。
实例来源：安装包示例 H2O_MD，在集群重新执行本功能；不是本轮重新进行全部上游VASP计算。
在附件根目录执行：
cd cases/726
vaspkit < answers.in
answers.in实际内容如下，每行对应一次输入；也可运行vaspkit后逐行手动键入。
726
O H
4 0.1
12000
目录中的主要配套文件：INCAR、KPOINTS、POSCAR、XDATCAR。
本次得到：COORDINATION_NUMBER_O-H.dat、RDF_O-H.dat。原始输入与结果保持在同一例子目录；表格文件先查看首行列名，再选择横纵轴。
本例输出摘要（数值仅对应上述输入）：
How many frames would you like to use in RDF analysis [<= 12000]
Percentage complete: 25.0%
Percentage complete: 50.0%
Percentage complete: 75.0%
Percentage complete: 100.0%
Cutoff distance R_MAX (A): 4.00
Width and Number of Histogram Bins: 0.100 40
727 · 速度自相关#
按下面顺序输入；原子编号从1开始，元素名与当前POSCAR一致。更换体系时先核对所需的文件和编号。
实例来源：安装包示例 H2O_MD，在集群重新执行本功能；不是本轮重新进行全部上游VASP计算。
在附件根目录执行：
cd cases/727
vaspkit < answers.in
answers.in实际内容如下，每行对应一次输入；也可运行vaspkit后逐行手动键入。
727
1
O
0
10
目录中的主要配套文件：INCAR、KPOINTS、POSCAR、XDATCAR。
本次得到：SELECTED_ATOMS_LIST、VACF.dat。原始输入与结果保持在同一例子目录；表格文件先查看首行列名，再选择横纵轴。
本例输出摘要（数值仅对应上述输入）：
1) Select Atoms by Atomic Indices/Labels
2) Select Atoms by Layers
3) Select Atoms by Heights
4) Select Atoms by SELECTED_ATOMS_LIST File
How many initial frames do you want to skip? [Typical value: < 1000]
Which frames will be used to calculate? [Typical value: <=5]
(e.g., 10 means the 1st, 11st, 21st, ... frame will be used)
728 · 振动态密度#
3选择THz频率单位，O原子、跳过0帧、间隔10帧。采样间隔影响最高可分辨频率。
实例来源：安装包示例 H2O_MD，在集群重新执行本功能；不是本轮重新进行全部上游VASP计算。
在附件根目录执行：
cd cases/728
vaspkit < answers.in
answers.in实际内容如下，每行对应一次输入；也可运行vaspkit后逐行手动键入。
728
3
1
O
0
10
目录中的主要配套文件：INCAR、KPOINTS、POSCAR、XDATCAR。
本次得到：SELECTED_ATOMS_LIST、VDOS.dat。原始输入与结果保持在同一例子目录；表格文件先查看首行列名，再选择横纵轴。
本例输出摘要（数值仅对应上述输入）：
1) eV
2) nm
3) THz
4) cm^-1
1) Select Atoms by Atomic Indices/Labels
2) Select Atoms by Layers
3) Select Atoms by Heights
4) Select Atoms by SELECTED_ATOMS_LIST File
How many initial frames do you want to skip? [Typical value: < 1000]
Which frames will be used to calculate? [Typical value: <=5]
(e.g., 10 means the 1st, 11st, 21st, ... frame will be used)
730 · 键长分布#
O-H配对，1.3 Å截断、0.05 Å分箱；仅统计截断范围内的键。
实例来源：安装包示例 H2O_MD，在集群重新执行本功能；不是本轮重新进行全部上游VASP计算。
在附件根目录执行：
cd cases/730
vaspkit < answers.in
answers.in实际内容如下，每行对应一次输入；也可运行vaspkit后逐行手动键入。
730
O H
1.3 0.05
12000
目录中的主要配套文件：INCAR、KPOINTS、POSCAR、XDATCAR。
本次得到：BLD_O-H.dat。原始输入与结果保持在同一例子目录；表格文件先查看首行列名，再选择横纵轴。
本例输出摘要（数值仅对应上述输入）：
How many frames would you like to use in BLD analysis [<= 12000]
Percentage complete: 25.0%
Percentage complete: 50.0%
Percentage complete: 75.0%
Percentage complete: 100.0%
Bond-length cutoff R_max (A): 1.30
Width and number of histogram bins: 0.050 26
731 · 键角分布#
H-O-H角，1.3 Å邻居截断、1°分箱。中心原子是中间的O。
实例来源：安装包示例 H2O_MD，在集群重新执行本功能；不是本轮重新进行全部上游VASP计算。
在附件根目录执行：
cd cases/731
vaspkit < answers.in
answers.in实际内容如下，每行对应一次输入；也可运行vaspkit后逐行手动键入。
731
H O H
1.3 1
12000
目录中的主要配套文件：INCAR、KPOINTS、POSCAR、XDATCAR。
本次得到：BAD_H-O-H.dat。原始输入与结果保持在同一例子目录；表格文件先查看首行列名，再选择横纵轴。
本例输出摘要（数值仅对应上述输入）：
How many frames would you like to use in BAD analysis [<= 12000]
Percentage complete: 25.0%
Percentage complete: 50.0%
Percentage complete: 75.0%
Percentage complete: 100.0%
Bond-length cutoff R_max (A): 1.30
Width and number of histogram bins: 1.000 180
736 · POSCAR轨迹导出#
按下面顺序输入；原子编号从1开始，元素名与当前POSCAR一致。更换体系时先核对所需的文件和编号。
实例来源：安装包示例 H2O_MD，在集群重新执行本功能；不是本轮重新进行全部上游VASP计算。
在附件根目录执行：
cd cases/736
vaspkit < answers.in
answers.in实际内容如下，每行对应一次输入；也可运行vaspkit后逐行手动键入。
736
1
O
0
100
目录中的主要配套文件：INCAR、KPOINTS、POSCAR、XDATCAR。
本次得到：MD_TRAJECTORIES.vasp、SELECTED_ATOMS_LIST。原始输入与结果保持在同一例子目录；表格文件先查看首行列名，再选择横纵轴。
本例输出摘要（数值仅对应上述输入）：
1) Select Atoms by Atomic Indices/Labels
2) Select Atoms by Layers
3) Select Atoms by Heights
4) Select Atoms by SELECTED_ATOMS_LIST File
How many initial frames do you want to skip? [Typical value: < 1000]
Which frames will be used to calculate? [Typical value: <=5]
(e.g., 10 means the 1st, 11st, 21st, ... frame will be used)
737 · PDB轨迹导出#
按下面顺序输入；原子编号从1开始，元素名与当前POSCAR一致。更换体系时先核对所需的文件和编号。
实例来源：安装包示例 H2O_MD，在集群重新执行本功能；不是本轮重新进行全部上游VASP计算。
在附件根目录执行：
cd cases/737
vaspkit < answers.in
answers.in实际内容如下，每行对应一次输入；也可运行vaspkit后逐行手动键入。
737
1
O
0
100
目录中的主要配套文件：INCAR、KPOINTS、POSCAR、XDATCAR。
本次得到：MD_TRAJECTORIES.pdb、SELECTED_ATOMS_LIST。原始输入与结果保持在同一例子目录；表格文件先查看首行列名，再选择横纵轴。
本例输出摘要（数值仅对应上述输入）：
1) Select Atoms by Atomic Indices/Labels
2) Select Atoms by Layers
3) Select Atoms by Heights
4) Select Atoms by SELECTED_ATOMS_LIST File
How many initial frames do you want to skip? [Typical value: < 1000]
Which frames will be used to calculate? [Typical value: <=5]
(e.g., 10 means the 1st, 11st, 21st, ... frame will be used)
换成自己的体系#
先复制一份计算目录，确认POSCAR、INCAR、KPOINTS和各结果来自同一计算，再运行所需菜单。涉及静态、优化或声子等前置VASP任务，先完成计算再后处理；VASPKIT不会替代这些计算。保留结构、输入参数、工具版本和提取后的数据，后续改图时不必反复重算。
方法参考：VASPKIT官方教程；菜单与交互输入以本专题实际使用的安装版本为准。使用结果开展研究时引用VASPKIT论文。