VASPsol水分子与离子入门
从完整输入和终端命令开始，对比真空与隐式溶剂，并解释离子的电子数。
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unzip vaspsol-practical-wave255-*.zip
cd vaspsol-wave255
bash run.sh
bash run.sh读取已完成计算的数值摘录，生成CSV和五张图，不启动VASP。下文再说明怎样准备自己的输入、POTCAR和Slurm任务。
1 准备水分子实例#
python3 prepare.py water cpu
cd work/water-cpu
cat INCAR POSCAR KPOINTS
本例是8 Å立方周期晶胞中的一个H₂O，固定几何、550 eV、Gamma点、电子收敛1E-6。NSW=0是静态能量计算，没有优化原子或晶胞。H、O的元素顺序和势文件必须保持一致。
完整INCAR
SYSTEM = water-eps78
ENCUT = 550
PREC = Accurate
EDIFF = 1E-6
NELM = 240
ALGO = Normal
ISMEAR = 0
SIGMA = 0.05
LREAL = .FALSE.
LASPH = .TRUE.
LWAVE = .FALSE.
LCHARG = .FALSE.
ISYM = 0
NSW = 0
IBRION = -1
NCORE = 1
AMIX = 0.1
BMIX = 0.0001
NBANDS = 24
NELECT = 8
LSOL = .TRUE.
EB_K = 78.4
NC_K = 0.0025
SIGMA_K = 0.6
TAU = 0.000525
EDIFFSOL = 1E-8
完整POSCAR
water-eps78
1
8 0 0
0 8 0
0 0 8
H O
2 1
Cartesian
4.000000036417 4.767444248204 3.403825361661
4.000000036503 3.232555764810 3.403825370699
4.000000000000 4.000000000000 4.000000000000
完整KPOINTS
Gamma
0
Gamma
1 1 1
0 0 0
2 用VASPKIT准备POTCAR，再提交#
module purge
module load vaspkit/1.5.1
vaspkit -task 103
rg 'TITEL|ZVAL' POTCAR
cd ../..
python3 submit.py water cpu
squeue -u "$USER"
POTCAR使用本人有合法权限的势库，不在下载包中。此例H、O价电子数分别1和6，中性水的总电子数为 2×1+6=8，所以 NELECT=8。脚本按平台56核整节点规则生成CPU提交请求；小水分子用于理解输入，正式工作应结合规模选资源。队列可用情况用 sinfo 查看。
需要P100或V100 16G时，平台参数分别使用 p100、v100，完整命令见 CPU/GPU与泛函选择。CPU入口为 vasp/6.6.1-8173m-sol，Intel oneAPI 2024.2/ifx；GPU入口使用NVHPC 25.3、CUDA 12.8、配套OpenMPI和MKL 2023.2。这里不做硬件性能比较。
3 关闭溶剂做同结构参照#
python3 prepare.py water-vacuum cpu
按上一步准备POTCAR并提交 water-vacuum。两次计算的结构、势、电子数、截断能和k点保持一致，只比较溶剂模型带来的变化。
# 真空
LSOL = .FALSE.
# 隐式水模型
LSOL = .TRUE.
EB_K = 78.4
NC_K = 0.0025
SIGMA_K = 0.6
TAU = 0.000525
EDIFFSOL = 1E-8
EB_K是介电常数；只修改它为20或2是参数演示，不能据此说已经为某种实际有机溶剂建立了完整标定模型。
4 提取自己的结果#
python3 extract.py work
cat own-results.csv
脚本读真正的vasprun.xml以及已有stdout/OUTCAR，提取能量、最大力、电子数和电势参照，不用示例数字替代自己的结果。
本例CPU的 E_sigma→0：真空 −14.23896209 eV，隐式水 −14.54784061 eV，同几何能量差 −0.30887852 eV。
这是一套有限周期晶胞下的电子与隐式模型能量差，不是包含温度、熵、标准态和充分尺寸修正的实验水合自由能。改变结构后，还要区分同几何垂直能量差和各自优化后的绝热能量差。
5 OH⁻与H₃O⁺怎么设置#
python3 prepare.py ion cpu
python3 prepare.py positive-ion cpu
| 体系 | 中性价电子计数 | 本例NELECT | 净电荷 |
|---|---|---|---|
| H₂O | 8 | 8 | 0 |
| OH⁻ | 7 | 8 | −1 |
| H₃O⁺ | 9 | 8 | +1 |
本例都采用闭壳层设置；不能把这个自旋选择套给所有自由基或金属离子。带电溶剂例使用 LAMBDA_D_K=3 Å 的线性电解质屏蔽。相应真空例为 OH-vacuum 和 H3O-vacuum，同几何能量差分别约 −1.17088264、−1.98060827 eV。带电周期体系还涉及电势约定和尺寸误差，不把这些小胞差分直接作为标准水合自由能。
计算自己的体系时，先从合法POTCAR的ZVAL重新计数，再决定NELECT、自旋、晶胞及电荷补偿；不能因为本页三个例子都是8电子，就把8写进所有离子计算。