求助VASP优化过程及其电子步/离子步能量的相关问题

wrtgcn

初学VASP，最近看到了表面弛豫部分，教程中提到，弛豫前后的能量差可以直接通过离子步的最后一步与第一步的差得到，但前提是其第一步中的电子步必须收敛了（个人理解就是电子步数<NELM值）。由此尝试后才突然发现，即使优化过程中电子步没有收敛，VASP也不会停止优化过程，而是继续走下一步离子步，直到达到EDIFFG标准。因此有一些疑问想请教一下大家：
1.网上的教程里说，VASP优化的第一步会先计算一下初始结构的能量。我将NSW分别设置为0和1进行了测试，其他条件不变，实际结果都只走了一步离子步，且得到的能量一致（有效位数内）；但是计算过程中的电子步能量却在几步之后变得不完全一样了（小数点很多位之后）。二者应该都相当于进行了单点能计算，为什么会产生这种不同？
2.即使电子步没有收敛，VASP仍会继续下一步离子步计算，且若最终达到了EDIFFG标准，其会正常输出reached required accuracy - stopping structural energy minimisation提示。经过自行测试后发现，有些时候即使得到很离谱的结果，优化计算仍能正常结束。那么优化结果的合理性是否总是需要我们自己判断？
3.优化过程中出现不收敛的电子步后，我们是否还可以得到合理的优化结果？（目前我碰到的情况似乎总是不合理）
希望大家指教，在此先行谢过了。

granvia

所谓优化就是找势能面的极小点。电子步都不收敛，表明势能面都没算准，还优化个什么？

wrtgcn

granvia 发表于 2018-10-26 11:53
所谓优化就是找势能面的极小点。电子步都不收敛，表明势能面都没算准，还优化个什么？

谢谢回答。如果是这样，那为什么VASP不在电子步不收敛后自动停止计算，而是继续进行下一个离子步的计算？

卡开发发

1、我不清楚具体的原因，不过你可以看看NELMDL=-X把X增大是否还有这样的情况以便排查。
2、建议检查是否每一步的SCF都收敛，尽量保证这个条件。保险起见的话可以重复几次拷贝优化完了的结构继续优化，直到一步完成为止。
3、如果SCF只是差一点达到收敛标准的情况应该还是可以得到合理结果，亦或是按照上面的做法重复优化几次应该能得到合理结果。差很多的话就很难得到可靠结果了。

楼上的说法是对的，如果你的SCF都没收敛，也就没办法保证导数是正确的，而构型优化过程却依赖能量、导数这些，也就很难保证最终结果是可靠的了。
至于VASP为什么这么设计我不清楚，这就好比自带了一个IOp(5/13=1)，我个人不认为这是合理的设计。按照道理上其实我想程序是可以进行修改来避免这个问题，如果你懂Fortran的话可以去试试看。

wrtgcn

卡开发发 发表于 2018-10-26 13:53
1、我不清楚具体的原因，不过你可以看看NELMDL=-X把X增大是否还有这样的情况以便排查。
2、建议检查是否每 ...

非常感谢。正常来说，优化进行时总是会算一次初始结构能量，即NSW=1或0应该都相当于算了一次单点能，这样的理解是正确的吗？

啦啦黑还黑

NSW=0和1按理说是一样的。
VASP自带一个IOp(5/13=1)，是因为对于一些初始结构不合理的体系，VASP前几步离子步SCF不收敛很正常，比如设置的EIDFF=1E-6，dE收敛到1E-4就到最大步数了，这样可以得到一个不那么精准的力做一个离子步，几个离子步之后，结构更加合理以后，SCF就能正常收敛了。这个知道就行。
VASP意思是只要保证最后的结构的电子态是正确的，受力<|EDIFFG|，这个计算就没问题。
只要别每个离子步SCF都不收敛就行。