计算化学公社

标题: CG和DIIS算出来的能量不同 [打印本页]

作者
Author: ljh123 时间: 6 day ago
标题: CG和DIIS算出来的能量不同
本帖最后由 ljh123 于 2025-8-16 16:17 编辑

我在用CP2K计算一个溶液体系的能量作为机器学习的数据集，参数设置如下。发现CG和DIIS优化算法得到的能量是不同的，大概差了0.0003a.u. 这可能是说明这两种算法会收敛到不同的波函数。但是说实话这个差距还是有点大的。想请问下大家CG和DIIS哪个算法靠谱些呢，我打算统一下算法
EPS_DEFAULT 1.0E-12
CUTOFF 1000
NGRIDS 4
REL_CUTOFF 60
EPS_SCF 1.0E-06

作者
Author: zjxitcc 时间: 6 day ago
本帖最后由 zjxitcc 于 2025-8-16 15:46 编辑

这不能说明两种收敛算法收敛到了不同的波函数。为进一步验证，可以将SCF收敛限设置更严格一些，如果观察到两个计算都是在原来的基础上增加了几个SCF cycles，收敛情况稳定，能量差降到1e-6 a.u.，则说明是同一个SCF解。

“收敛限设为1*10^-6”这么介绍意义不大。最好是同时交待EPS_DEFAULT, CUTOFF, NGRIDS, REL_CUTOFF, EPS_SCF等参数。

作者
Author: ljh123 时间: 6 day ago
本帖最后由 ljh123 于 2025-8-16 16:20 编辑

zjxitcc 发表于 2025-8-16 15:42
这不能说明两种收敛算法收敛到了不同的波函数。为进一步验证，可以将SCF收敛限设置更严格一些，如果观察到 ...

老师我在帖子里附上参数了。请问下如果是同一个SCF解，能量是不是基本相同呢。至少来说0.0003a.u.的差距会不会有点大了。最主要的是这些数据会被用于机器学习，我希望数值误差尽量避免。如果不同算法会导致不小的误差的话，可能还是得统一下算法

作者
Author: zjxitcc 时间: 6 day ago
本帖最后由 zjxitcc 于 2025-8-16 16:34 编辑

ljh123 发表于 2025-8-16 16:19
老师我在帖子里附上参数了。请问下如果是同一个SCF解，能量是不是基本相同呢。至少来说0.0003a.u.的差距 ...

可将EPS_SCF设置为1e-8，保持其他参数不变（仅CG/DIIS收敛算法不同），看能量差是否变得很小。你户外徒步到一个谷底也有范围的，离谷底0.8m与离谷底1.5m都算是同一个谷底，差别在于你有没踏进比较严格的收敛限。

作者
Author: ljh123 时间: 6 day ago

zjxitcc 发表于 2025-8-16 16:32
可将EPS_SCF设置为1e-8，保持其他参数不变（仅CG/DIIS收敛算法不同），看能量差是否变得很小。你户外徒步 ...

老师你好，我改到1e-8进行了对比，发现DIIS的能量和CG的能量很接近。CG在1e-6和1e-8两个参数下能量差不多，DIIS则有接近0.0003e.u.的变化。看来DIIS还是比CG不稳健些。不过CG耗时也接近DIIS两倍了。老师觉得DIIS+1e-6的设置能否接受呢，DIIS+1e-8或者CG+1e-6的设置下成本都得翻倍了

作者
Author: zjxitcc 时间: 6 day ago

ljh123 发表于 2025-8-16 17:51
老师你好，我改到1e-8进行了对比，发现DIIS的能量和CG的能量很接近。CG在1e-6和1e-8两个参数下能量差不多 ...

既然EPS_SCF 1e-6到1e-8时，能量改变0.0003 a.u.，我个人认为DIIS搭配EPS_SCF 1e-6是没意义的（至少对这个体系），收敛限过松。

作者
Author: sobereva 时间: 6 day ago
CP2K的SCF收敛判据不考虑能量变化，EPS_SCF对于OT来说是能量对系数矩阵元的最大导数，下文说了
CP2K中遇到SCF难收敛时的解决方法
http://sobereva.com/665（http://bbs.keinsci.com/thread-37196-1-1.html）

如果你就希望能量收敛的精度足够高，直接把EPS_SCF设得足够严就完了。耗时该增加就增加，总比得到有噪音的无用数据、白浪费以后的时间强。没什么需要纠结的

作者
Author: 1138711019 时间: 4 day ago
个人觉得CG容易收敛一些，但耗时比较长。
DIIS耗时短，但遇到不容易收敛的体系就表现的很无力（特别是一些带电荷、有自旋多重度的）。
能量方面感觉还是DIIS更接近谷底。

作者
Author: zjxitcc 时间: 4 day ago

1138711019 发表于 2025-8-18 11:51
个人觉得CG容易收敛一些，但耗时比较长。
DIIS耗时短，但遇到不容易收敛的体系就表现的很无力（特别是一些 ...

你能想说的是“自旋多重度大于1的”，但说成了“有自旋多重度的”。自旋多重度是一直都有的，只是等于几的问题。

作者
Author: 1138711019 时间: 4 day ago

zjxitcc 发表于 2025-8-18 16:38
你能想说的是“自旋多重度大于1的”，但说成了“有自旋多重度的”。自旋多重度是一直都有的，只是等于几 ...

是的，谢谢老师指正~

欢迎光临计算化学公社 (http://ccc.keinsci.com/)