VTST相邻帧速度与单位

xdat2vdat.pl用相邻保存坐标的差计算速度。这适合学习轨迹文件与单位，但它不等于积分器保存的瞬时速度；做动力学谱时需要分清两者。

1. 下载并读取已有结果#

下载完整输入、原生输出、CSV与绘图脚本，保存为example.zip：

python3 -m zipfile -e example.zip .
cd vtst-real-trajectory-tools
module load ase/3.29.0
bash read.sh
bash plot.sh

这一步读取本包保存的数据，在analysis-read/生成结果表、在figures/生成图片。新运行后处理时使用bash run.sh，输出写入新建的work-new/；它不运行VASP，也不提交新作业。

2. 单独运行原生速度工具#

在本包根目录：

module load vtstscripts/1040
mkdir velocity-copy
cp inputs/XDATCAR inputs/OUTCAR velocity-copy/
cd velocity-copy
xdat2vdat.pl
head -n 20 VDATCAR

脚本从XDATCAR读晶胞和分数坐标，从OUTCAR读取POTIM与POMASS。本例为固定10 Å立方盒、POTIM=0.5 fs、每个H的实际质量参数1.000 amu。不能看到元素H就把文件中的质量自行换成另一数值。

核心计算是：

相邻分数坐标差 -> 周期最小位移 -> 晶胞转换为Å -> 除以帧间隔fs

因此输出速度单位是Å/fs。200帧产生199个相邻帧区间，每个区间有两个原子的三个速度分量。

3. 看实际速度和动能#

图中时间相对第一条保存记录定义，速度画在两个记录之间的中点；不是在图上重新拼接另一段MD。速度与独立坐标差分逐分量一致，最大差约5×10⁻¹⁶ Å/fs。

cd ..
head analysis-read/VTST-H2-forward-difference-velocity.csv

kinetic_eV按同一差分速度和文件质量计算；它不是从恒温器日志直接复制的瞬时动能。

4. VDATCAR里的温度为什么要另看#

原生脚本使用3N−3个自由度换算TEMP EFF。对两个原子是3，但本例还固定了一条H–H键，在扣除整体平移后仅有2个相对运动自由度。

因此，文件中的TEMP EFF不能直接当作本例约束体系的真实恒温器温度。CSV同时给出按2自由度换算同一差分动能的数值，用于说明这个区别；实际MD温度仍应结合REPORT、OSZICAR和使用的约束定义阅读。

5. 换成自己的轨迹前检查三件事#

• 脚本直接用OUTCAR中的POTIM作间隔。本例每步保存；若隔多步才保存一次，实际帧间隔更大，不能照搬该结果，应在自己的分析中使用正确采样间隔。
• 本例固定晶胞，且相邻帧没有超过半个盒长的位移。变胞轨迹或采样过稀时，简单的分数坐标最小位移可能不足以还原运动。
• 速度相关函数、扩散和频谱需要合适的采样长度、系综与统计。本篇短H₂轨迹不用于拟合材料扩散系数。

需要了解原生MD保存的速度可继续看py4vasp动力学速度，结构抽帧见XDATCAR与XYZ。