VASPsol++专题

VASPsol++参数与固定密度响应

按空腔、介电、电解质和恒电势分类理解参数,用实际单参数对照说明读取和计算步骤。

更新于 2026-11-07约 5 分钟阅读按任务与环境选择适用配置
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本专题用鸢算科技集群实际计算的H₂O、H₃O⁺与Cu(111)小模型,示范VASPsol++的非线性、非局域电解质和恒电势操作。使用 vasp/6.3.2-8173m-vtst-sol++ 的 vasp_std,原构建采用Intel ifort / oneAPI 2023.2和AVX-512,当前模块提供oneAPI 2024.2运行环境。它是CPU扩展构建,不能把其他版本VASP GPU的模块直接替换进本教程。

下载完整输入、数据、9张图和提取脚本,保存为 vaspsol-plus.zip:

python3 -m zipfile -e vaspsol-plus.zip .
cd vaspsol-plus-practical-wave283
bash preview.sh
ls preview/figures

examples/保存48个实际条件的INCAR、POSCAR和KPOINTS,reference/是相应数值表;预览只读取这些数值,不重新计算。POTCAR和VASP程序需使用您自己的授权资源。新的DFT任务通过Slurm提交。

1 按用途选择参数#

常规水溶液先用 LSOL=.TRUE.、ISOL=2、LSOL_SCF=.TRUE.,明确填写实际浓度和离子半径。下面列出本构建常用物理参数;长度为Å,电子温度占据用的SIGMA与溶剂温度SOLTEMP是不同概念。

参数 作用与本例操作
LSOL / ISOL 开关;1为线性局域模型,2为非线性非局域模型
LSOL_SCF 是否在电子SCF内反馈溶剂;普通计算保持TRUE
SOLTEMP 电解质模型温度K;本例另做318 K单参数对照
A_K FFT平滑长度;另做0.15 Å对照
NC_K 空腔密度阈值e/ų;ISOL1/2默认分别0.0025/0.015
SIGMA_K 空腔过渡宽度;另做0.7,勿与电子占据SIGMA混用
TAU 空腔表面项eV/Ų;ISOL1/2默认不同,另做0.001对照
R_CAV 空腔形成表面的偏移;另做0.3 Å
EB_K 体相相对介电常数;另做60
LNLDIEL 非线性介电开关;FALSE固定密度响应见下文
EPSILON_INF 光频介电常数;另做2
N_MOL 体相溶剂分子数密度Å⁻³;另做0.03
P_MOL 溶剂分子偶极矩eÅ;另做0.45
R_SOLV / R_DIEL 溶剂/介电空腔半径;分别做1.6/1.2 Å对照
R_B 束缚电荷平滑长度;另做0.15 Å
LAMBDA_D_K 德拜长度;另做6 Å,ISOL1也测试旧别名LAMBDA的读入
LNLION 非线性离子响应开关;另做FALSE
C_MOLAR 电解质浓度mol/L;纯溶剂、0.1、1 M
ZION 对称电解质的价态幅值;另做2
D_ION / R_ION 离子堆积直径/空腔半径;分别做5/3 Å单参数对照
EFERMI_ref 负值指定目标电子化学势eV,须有离子屏蔽
EFERMI_tol 化学势误差eV,本例1E-4
capacitance_init 电荷更新初始估计e/V,本例1或0.45

表中的替换值只用于看参数作用,不是一套可直接混用的“更准确水参数”。更换溶剂或离子模型,需要一起检查相应物理参数及拟合适用范围。官方项目说明介绍模型参数;实际读取名称以本构建OUTCAR为准,空腔宽度在这里写 SIGMA_K。

2 一次只改一项,保留参照#

cp -r examples/extensions-stack-recovery/hydronium-dielectric60 dielectric60
cp submit.sh dielectric60/
cd dielectric60
# 准备O、H势文件;若沿用ISTART=1,提供匹配WAVECAR
sbatch submit.sh
grep -A40 'Solvation model:' OUTCAR

H₃O⁺固定几何的实际单参数能量响应

图以相同1 M默认模型作参照,分别展示介电/溶剂、空腔/表面、离子参数。不同参数的横向尺度不同,图中变化大不表示该参数就应被任意调到“能量最低”。

3 固定电子密度的溶剂后处理#

如果只想研究同一个气相电子密度对流体模型的响应,可以采用下列高级设置;它与普通自洽溶剂计算不同。下面是实际线性介电固定密度例:

SYSTEM=hydronium-post-linear
ENCUT=450
PREC=Accurate
EDIFF=1E-6
NELECT=8
NBANDS=12
ISPIN=1
ISMEAR=0
SIGMA=0.05
ALGO=Normal
NELM=180
IBRION=-1
NSW=0
ISYM=0
LREAL=.FALSE.
LASPH=.TRUE.
LWAVE=.FALSE.
LCHARG=.FALSE.
LVHAR=.TRUE.
LSOL=.TRUE.
LSOL_SCF=.FALSE.
ISOL=2
C_MOLAR=1
R_ION=4
LNLDIEL=.FALSE.
ISTART=1
ICHARG=0

这里 LVHAR必须打开,触发完成电子SCF后的溶剂场求解与输出。本构建若同时 LSOL_SCF=.FALSE.、LVHAR=.FALSE.且不写总势,可能只完成气相电子SCF而没有计算所需的溶剂后处理,不能仅看到程序结束便把结果称作溶液响应。

grep -A32 'Begin Solvation calculations' vasp.log | tail -n 33
tail OSZICAR
ls PHI PHISOLV RHOION
固定密度模型 原生E0 / eV 单列A_corr / eV
线性介电 LNLDIEL=FALSE −10.63810540 −7.21084134
非线性介电 LNLDIEL=TRUE −10.63810540 −2.92855668

两者使用同一个气相密度,不反馈更新电子。原生E0仍是气相能量;A_corr单独描述此固定密度的流体响应,不能把表中的E0说成自洽溶液总能,也不能把这组对照混入前文自洽模型的能量排名。

4 哪些开关普通计算不用改#

I_NLOC_SOL属于当前源码内部空腔核分支;LNLTEST属于内部线性极限诊断,会极端改变模型参数。本教程不把这些诊断当作可供客户任意选择的物理水模型,也不声称已覆盖所有内部开关的全部取值。

head reference/parameter-controls.csv
bash preview.sh

CSV保留是否自洽、是否实际执行场求解的标记。通过这些列区分普通自洽结果、固定密度响应及只完成气相SCF的开关对照,再决定哪些数据可以放在同一张物理比较图里。

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