关于几种常见材料计算软件的比较 (greencalm)

harry

标题: 关于几种常见材料计算软件的比较   

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量子化学和材料科学中常用的基于DFT的软件比较


本文从google上搜索并下载，原文为英文，作者不详，我把该文打印出来后，不小心已经把其电子版给删掉了
我把它整理或部分翻译了一下，不恰当之处请大虾指正，谢谢。
在比较之前首先指出：
a.没有万能的软件。即使发展得很成熟的软件在处理一些特殊的问题时，仍然可能失效；
b.如果计算机所能模拟的原子数目太少而不能完整地描述系统的物理性质，即使使用很
精确而计算又很费时的软件也是没有意义的。事实上，尺寸因素引起的错误（finite-size error)是
很大的,实际结果有很大的偏差。例如，如果模拟cell只含有20个原子，你就不能用它来模拟一个
点缺陷。
c.学习软件的背景理论是非常必要的。否则就无法检验所输入参数的准确性；
d.这个我不会翻译，只得把原文附上了
Even if the method scales slower than the other method(e.g.,linear scaling method(linear scaling
with the number of atoms N)and a conventional diagolization technique(scaling~N3),the pre-factor
can be quite large.Thus,provided that the number of atoms is not so large,there is no sense in using
linear scaling algorithm which always introduce extra errors due to,e.g.,truncating the Hamiltonian matrix

还望，高手帮忙翻译一下
下面进入正文：
1.CASTEP
所用的近似
---Born-Oppenheimer（简称B-O，下同）近似；
---DFT;
---赝势（多种类型）.
基集（basis set):平面波
Scaling（这个怎么翻译呢）：At best as N2;ultimately as N3（数字为几次方，下同）.
编程语言：FORTRAN90(最新版本的CASTEP).
软件的描述见于文献：M.C.Payne et.at.,Rev.Mod.Phys.64(1992)1045.
文献的网络连接：http://prola.aps.org/abstract/RMP/v64/i4/p1045_1（在APS数据库上，如果不能下载，小弟可发给各位XDJM，下同）
网络资源：http://www.tcm.phy.cam.ac.uk/castep/
2.SIESTA(为Spanish Initiative for Electronic Simulations with Thousands of Atoms的简称）
所用的近似
---B-O近似；
---DFT；
---赝势（Troullier-Martins parametrization(这个怎么翻译？：））

基集：定域杂化基集(Localized hybrid basis set).
Scalinginear scaling algorithm.
编程语言：FORTRAN90
软件的描述见于文献：J.M.Soler et.al.,J.Phys.:Condens.Matter14(2002)2745.
文献的网络连接：http://www.iop.org/EJ/toc/0953-8984/14/11
网络资源：http://www.uam.es/departmentos/c ... iesta/documentation
3.VASP(为Vienna Ab-initio Simulation Package的简称）
所用的近似
---B-O近似；
---DFT；
---赝势（超软Vanderbilt赝势）.
基集：定域杂化基集.
Scaling:Better than N3.
编程语言：FORTRAN90
软件描述及网络资源均可通过以下连接：
http://cms.mpi.univie.ac.at/vasp/
4.AIMPRO(为Ab Initio Modelling PROgram简称）
所用的近似
---B-O近似；
---DFT；
---赝势（Bachelet-Hammann-Schluter赝势）
基集：定域高斯基集(Localized Gaussian basis set)
Scaling：N3.
编程语言：FORTRAN90
软件描述及网络资源可通过以下连接：
http://newton.ex.ac.uk/research/semiconductors/theory/jones/
5.ABINIT（名字自定，可能是寓意为ab initio）
所用的近似
---B-O近似；
---DFT；
------赝势（多种类型）.
基集：平面波
Scaling：At best as N2;ultimately as N3.
编程语言：FORTRAN90
软件的描述见于文献：X.Gonze et.al.,Comp.Mater.Sci.25(2002)478.
文献网络连接：http://elsevier.lib.tsinghua.edu ... &issue=v25i0003
网络资源：http://www.abinit.org
6.GAUSSIAN(名称怎么来的，小弟不知）
所用的近似
---B-O近似；
---哈特利-福克+post哈特利-福克方法；
---真实的库仑相互作用.
基集：定域高斯基集
Scaling：At best as N3
编程语言：无（为什么呢？）
软件描述及网络资源可通过以下连接：
http://www.gaussian.com/

终于整理完毕，再次我向各位大虾求教如下几个问题：
1.Scaling怎么翻译呢？能否介绍一下，它的含义？：）
2.基集的物理概念是什么？Localized hybrid basis set与Localized Gaussian basis set有何不同呢？
3.错误的地方，还望大虾不吝赐教！！！谢了先
--
[/quote]
_________________
I seem to have been only like a boy playing on the seashore,and diverting myself in now and then finding a smoother pebble or a prettier shell than ordinary, whilst the great ocean of truth lay all undiscovered before me.

harry

标题: 关于几种常见材料计算软件的比较   

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量子化学和材料科学中常用的基于DFT的软件比较


本文从google上搜索并下载，原文为英文，作者不详，我把该文打印出来后，不小心已经把其电子版给删掉了
我把它整理或部分翻译了一下，不恰当之处请大虾指正，谢谢。
在比较之前首先指出：
a.没有万能的软件。即使发展得很成熟的软件在处理一些特殊的问题时，仍然可能失效；
b.如果计算机所能模拟的原子数目太少而不能完整地描述系统的物理性质，即使使用很
精确而计算又很费时的软件也是没有意义的。事实上，尺寸因素引起的错误（finite-size error)是
很大的,实际结果有很大的偏差。例如，如果模拟cell只含有20个原子，你就不能用它来模拟一个
点缺陷。
c.学习软件的背景理论是非常必要的。否则就无法检验所输入参数的准确性；
d.这个我不会翻译，只得把原文附上了
Even if the method scales slower than the other method(e.g.,linear scaling method(linear scaling
with the number of atoms N)and a conventional diagolization technique(scaling~N3),the pre-factor
can be quite large.Thus,provided that the number of atoms is not so large,there is no sense in using
linear scaling algorithm which always introduce extra errors due to,e.g.,truncating the Hamiltonian matrix

还望，高手帮忙翻译一下
下面进入正文：
1.CASTEP
所用的近似
---Born-Oppenheimer（简称B-O，下同）近似；
---DFT;
---赝势（多种类型）.
基集（basis set):平面波
Scaling（这个怎么翻译呢）：At best as N2;ultimately as N3（数字为几次方，下同）.
编程语言：FORTRAN90(最新版本的CASTEP).
软件的描述见于文献：M.C.Payne et.at.,Rev.Mod.Phys.64(1992)1045.
文献的网络连接：http://prola.aps.org/abstract/RMP/v64/i4/p1045_1（在APS数据库上，如果不能下载，小弟可发给各位XDJM，下同）
网络资源：http://www.tcm.phy.cam.ac.uk/castep/
2.SIESTA(为Spanish Initiative for Electronic Simulations with Thousands of Atoms的简称）
所用的近似
---B-O近似；
---DFT；
---赝势（Troullier-Martins parametrization(这个怎么翻译？：））

基集：定域杂化基集(Localized hybrid basis set).
Scalinginear scaling algorithm.
编程语言：FORTRAN90
软件的描述见于文献：J.M.Soler et.al.,J.Phys.:Condens.Matter14(2002)2745.
文献的网络连接：http://www.iop.org/EJ/toc/0953-8984/14/11
网络资源：http://www.uam.es/departmentos/c ... iesta/documentation
3.VASP(为Vienna Ab-initio Simulation Package的简称）
所用的近似
---B-O近似；
---DFT；
---赝势（超软Vanderbilt赝势）.
基集：定域杂化基集.
Scaling:Better than N3.
编程语言：FORTRAN90
软件描述及网络资源均可通过以下连接：
http://cms.mpi.univie.ac.at/vasp/
4.AIMPRO(为Ab Initio Modelling PROgram简称）
所用的近似
---B-O近似；
---DFT；
---赝势（Bachelet-Hammann-Schluter赝势）
基集：定域高斯基集(Localized Gaussian basis set)
Scaling：N3.
编程语言：FORTRAN90
软件描述及网络资源可通过以下连接：
http://newton.ex.ac.uk/research/semiconductors/theory/jones/
5.ABINIT（名字自定，可能是寓意为ab initio）
所用的近似
---B-O近似；
---DFT；
------赝势（多种类型）.
基集：平面波
Scaling：At best as N2;ultimately as N3.
编程语言：FORTRAN90
软件的描述见于文献：X.Gonze et.al.,Comp.Mater.Sci.25(2002)478.
文献网络连接：http://elsevier.lib.tsinghua.edu ... &issue=v25i0003
网络资源：http://www.abinit.org
6.GAUSSIAN(名称怎么来的，小弟不知）
所用的近似
---B-O近似；
---哈特利-福克+post哈特利-福克方法；
---真实的库仑相互作用.
基集：定域高斯基集
Scaling：At best as N3
编程语言：无（为什么呢？）
软件描述及网络资源可通过以下连接：
http://www.gaussian.com/

终于整理完毕，再次我向各位大虾求教如下几个问题：
1.Scaling怎么翻译呢？能否介绍一下，它的含义？：）
2.基集的物理概念是什么？Localized hybrid basis set与Localized Gaussian basis set有何不同呢？
3.错误的地方，还望大虾不吝赐教！！！谢了先
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I seem to have been only like a boy playing on the seashore,and diverting myself in now and then finding a smoother pebble or a prettier shell than ordinary, whilst the great ocean of truth lay all undiscovered before me.

沧海一声笑

偶是第二个捧场的

下弦月

哇
这帖子老了啊

livre

终于整理完毕，再次我向各位大虾求教如下几个问题：
1.Scaling怎么翻译呢？能否介绍一下，它的含义？：）
2.基集的物理概念是什么？Localized hybrid basis set与Localized Gaussian basis set有何不同呢？

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谢谢整理出了这篇文章！
Scaling是计算的复杂度，数据结构里有介绍。N^2就是计算量随计算单元（比如说原子数）N的平方增长。Scaling越低，计算效率越高。

基集复杂一些。所谓第一原理方法，第一原理指的是薛定谔方程，其中的关键是波函数。波函数的选择有很多种方法。可以按照平面波展开，也可以按照其他形式展开，选取不同波的形式就需要不同的基级。简单的理解成坐标就行，比如空间中一点，可以用xyz表示，也可以用球坐标表示，道理是一样的。

Localized hybrid basis set与Localized Gaussian basis set这两种基级的区别就更专业些，我三两句话说不清楚，可以看相关文献。

xyzzz

不错啊

maomao7910

大意是说：很可能一种方法的运算速度比另一种要慢（比如，线性换算的计算量是与原子数N成比例，而常规的对角化（diagonalization?)方法与N的三次方成比例。），而它们前面的因数可能相当大。即使这样，在原子数不太大的情况下，没有必要用线性换算这种方法，因为这种方法总是会因为哈密顿矩阵截断等引入大的误差（或者错误，这里不太会翻译）

maomao7910

摘引：
用密度泛函理论计算固体的电子结构
目前最新版本Wien2004.10
平台：unix /linux

简介：

用密度泛函理论计算固体的电子结构。它基于键结构计算最准确的方案——完全势能（线性）增广平
面波((L)APW)+局域轨道(lo)方法。在密度泛函中可以使用局域（自旋）密度近似(LDA)或广义梯度
近似(GGA)。WIEN 2000使用全电子方案，包含相对论影响。

功能：

计算固体特性。键能和态密度，电子密度和自旋密度，X射线结构因子，Baders的“分子中的原子”
概念，总能量，力，平衡结构，结构优化，分子动力学，电场梯度，异构体位移，超精细场，自旋极化
（铁磁性和反铁磁性结构），自旋-轨道耦合，X射线发射和吸收谱，电子能量损失谱
计算固体的光学特性
费米表面
LDA，GGA，meta-GGA，LDA+U，轨道极化
中心对称和非中心对称晶格，内置230个空间群
图形用户界面和用户指南
友好的用户环境W2web (WIEN to WEB)可以很容易的产生和修改输入文件。它还能帮助用户执行各种
任务（如电子密度，态密度，等）。


平台：unix /linux

更详细的信息请登陆产品供应商网站 ：http://www.wien2k.at

xyzzz

AIMPAC要钱吗? 很诱人的样子,想搞一个看看到底怎么样

chensxxy

我只会一种软件！

cerius2

basis set 是基组的意思！

阿欢

恩，学到不少，可惜并没有什么软件间优劣的比较和评价呀