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ASE原子環境模擬之調用外部計算軟件的方法

來源：時間：2022-12-16 16:35:08 瀏覽：3914次

許多外部計算軟件可以與ASE一起使用，包括 GPAW, Abinit, Vasp, Siesta, Quantum ESPRESSO, Asap, LAMMPS 等等, 詳細請查閱支持計算軟件完整的清單.

使用ASE調用計算軟件

這里將介紹如何在ASE中調用外部計算軟件的方法。我們使用Vasp作為例子，其他計算軟件也可以以類似的方式使用。有關詳細信息，請參閱支持計算軟件的完整清單。

重要提示：ASE不提供VASP的代碼或許可，這些必須從其他地方獲得。ASE只使用VASP創建一個接口，由此將ASE提供的工具與VASP一起使用。

配置環境變量

首先，需要告訴ASE哪里能找到VASP的可執行文件，以及在哪里找到贗勢。你需要定義兩個環境變量:


$ export ASE_VASP_COMMAND="mpirun -np XX $HOME/vasp/bin/vasp_std"
$ export VASP_PP_PATH=$HOME/vasp/mypps

第一個環境變量ASE_VASP_COMMAND是執行VASP的默認方式，應該以與正常執行VASP運行相同的方式定義它。這里我們假設VASP可執行文件vasp_std位于$HOME/VASP/bin中。注意，如果希望并行執行VASP，這個調用還應該包括MPI可執行文件mpirun或mpiexec，在本例中為mpirun。第二個變量VASP_PP_PATH是到VASP贗勢庫的路徑。

vdw_kernel.bindat是一個額外(可選)變量文件，在進行范德華計算時需要，其中luse_vdw=True。


$ export ASE_VASP_VDW=$HOME/<path-to-vdw_kernel.bindat-folder>

注意，這是針對文件夾，而不是文件本身。

運行測試

ASE知道了如何執行VASP，我們可以嘗試設置一個簡單的計算。首先我們建立一個原子對象。首先我們建立原子對象。


from ase.build import molecule
atoms = molecule('N2')
atoms.center(vacuum=5)

為了執行VASP DFT計算，我們現在設置了一個計算器對象。


from ase.calculators.vasp import Vasp
calc = Vasp(xc='pbe',  # 選擇交換關聯函數
            encut=400, # 平面波截斷
            kpts=(1, 1, 1)) # k點
atoms.calc = calc
en = atoms.get_potential_energy()  # 這個調用將開啟計算
print('Potential energy: {:.2f} eV'.format(en))

這將產生以下輸出:


Potential energy: -16.59 eV

ASE與VASP接口的流程是，ASE處理寫輸入文件，這是運行所必需的，然后執行ASE_VASP_COMMAND，即執行VASP。一旦VASP運行完成，ASE然后讀取所有相關文件，在本例中是OUTCAR、vasprun .xml和CONTCAR，并將屬性存儲在計算器對象中。有關VASP功能的更多信息，請參閱VASP。對于其他計算軟件請參考相關頁面。

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