Применение Gaussian для расчета на 1 компе больших молекул.
Тоже хочу высказаться по поводу гауссиана и гамесс. У меня есть возможность пользоваться и тем и другим. Я бы не считал в гауссиане, если бы не одно но, только там есть возможность аналитического расчета частот в DFT! В гамессе этого нет, а жаль, алгоритмы оптимизации там гораздо лучше, да и вообще файл выдачи для людей был написан. Проблема в том, что если у тебя атомов под 80 с симметрией с1, считать частоты численно , по два смещения по каждой координате, это 80*6= 480!!! точек расчета энергии.. я не могу позволить себе такую роскошь.. Но если бы за гауссиан надо было платить, то выбрал бы гамесс без колебаний..
Кто смел тот и съел
а на мой взгляд алгоритмы оптимизации как раз лучше в гауссиане, а код гамеса "оптимизирован" Грановским, за что ему и его группе огромное спасибо, скорость конечно очень хороша, но один из главных недостатков гамеса так это плохая сходимость (здесь я согласен Yurii) у гауссиана здесь дела гораздо лучше, там где гамесу для выхода в стационарную точку требуется 25 шагов, гауссиану достаточно 5 и все преимущество гамеса в скорости сходит на нет, я конечно понимаю что меня сейчас заплюют поклонники гамеса, но все же гамес пока очень хорош для сингл поинт расчетов, в других областях пока не все так ажурно.YuraM писал(а):алгоритмы оптимизации там гораздо лучше, да и вообще файл выдачи для людей был написан.
а чем Вам не нравится выдача в гауссиане ?
ИМХО вполне нормальная выдача, конечно мне могут возразить что у гауссиана попсовый интерфейс и т.д. и т.п., товарищи так линкуйте задачи через IOp'ы и запускайте в коммандной строке, будете офигенно крутыми
Частично я могу с этим согласиться, но это для сравнительно жестких молекл. Металлоорганика очень часто сравнительно нежесткая или прям сверхнежесткаяа на мой взгляд алгоритмы оптимизации как раз лучше в гауссиане
гауссиана здесь дела гораздо лучше, там где гамесу для выхода в стационарную точку требуется 25 шагов, гауссиану достаточно 5 и все преимущество гамеса в скорости сходит на нет
, минимум довольно плоский и вот тогда гауссиан развлекается, те делает более ста циклов оптимизации, там по силам уже все в норме, а по максимальным смещениям еще далеко.. я не знаю, может там IOP есть какой то чтобы критерии менять или просто мозгов не хватает оптимизировать правильно.. но в гамессе с этим дело вроде лучше! Но так как в гамессе аналитически частоты для дфт брать нельзя, то все + идут на нет.. те какой то замкнутый круг получается Выдача в гамессе лучше, например вводишь "geometry located", получил финальную геометрию ипр.. а в гауссине черт ногу сломита чем Вам не нравится выдача в гауссиане ?
ИМХО вполне нормальная выдача, конечно мне могут возразить что у гауссиана попсовый интерфейс и т.д. и т.п., товарищи так линкуйте задачи через IOp'ы и запускайте в коммандной строке, будете офигенно крутыми
На попсовый интерфейс мне наплевать, только часто приходиться копаться в iop когда тебе немного что то надо изменить, причем бесит когда копаться в этих ссыдках надо
Кто смел тот и съел
Насколько я понимаю (читал где то), в гауссиане для оптимизации геометрии используются автоматически генерируемые "нормальные" координаты (G. Fogarasi et.al. JASC, 1992, 114, 8191). Если их использовать и для гамесса, то оптимизация и в нем займет те же 5 шагов (проверял). Другое дело, что в гамессе эти координаты надо задавать вручную, а это очень трудоемко. Зато в нем можно использовать "делокализованные" координаты. Для этого в группе $CONTRL задать NZVAR (3N-6) и ввести группу $ZMAT DLC=.T. AUTO=.T. $END. Тогда оптимизация для обычных молекул пойдет гораздо быстрее, чем в декартовых координатах, хотя и немного медленнее, чем в "нормальных".Nik® писал(а):... там где гамесу для выхода в стационарную точку требуется 25 шагов, гауссиану достаточно 5 ...
А вот для молекул с необычными геометрическими параметрами и "нормальные", и "делокализованные" координаты могут только ухудшить ситуацию.
Вообще говоря, самый радикальный способ улучшить геометрическую сходимость -- использовать рассчитанный гессиан. Но поскольку его вычисление - дело трудоемкое, его можно и нужно брать из расчетов, которые используют более простой метод и/или базис и которые выполняются аналитически, а не численно. Аналитическое вычисление гессиана в упрощенном методе и с меньшим базисом может занять меньше времени, чем один шаг геометрической оптимизации, а корректные значения силовых постоянных резко ускоряют сходимость квазиньютоновских методов оптимизации с коррекцией гессиана. Более того, в методах с ограниченим длины шага использование рассчитанного гессиана позволяет значительно увеличить его длину.
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки
Использование рассчитанного гессиана, безусловно, помогает, но только на первых шагах оптимизации. А потом, если геометрия далека от равновесной, преимущество теряется. При оптимизации в декартовых координатах вместо 50 шагов получаем 40, например. Тогда как при использовании "нормальных" (на самом деле они не нормальные, правильное название - "натуральные внутренние") или "делокализованных" координат эти цифры в 2-3 раза меньше.Nord писал(а):Вообще говоря, самый радикальный способ улучшить геометрическую сходимость -- использовать рассчитанный гессиан.
Нууууупааачииму я об этом не знал? Спасибо, сейчас сравню на небольшой молекуле и отпишусь о результатах.amge писал(а):Насколько я понимаю (читал где то), в гауссиане для оптимизации геометрии используются автоматически генерируемые "нормальные" координаты (G. Fogarasi et.al. JASC, 1992, 114, 8191). Если их использовать и для гамесса, то оптимизация и в нем займет те же 5 шагов (проверял). Другое дело, что в гамессе эти координаты надо задавать вручную, а это очень трудоемко. Зато в нем можно использовать "делокализованные" координаты. Для этого в группе $CONTRL задать NZVAR (3N-6) и ввести группу $ZMAT DLC=.T. AUTO=.T. $END. Тогда оптимизация для обычных молекул пойдет гораздо быстрее, чем в декартовых координатах, хотя и немного медленнее, чем в "нормальных".Nik® писал(а):... там где гамесу для выхода в стационарную точку требуется 25 шагов, гауссиану достаточно 5 ...
А вот для молекул с необычными геометрическими параметрами и "нормальные", и "делокализованные" координаты могут только ухудшить ситуацию.
Кстати, а насколько "необычны" каркасики типа адамантанового? Краем уха слышал, что такие как раз лучше сходятся в декартовых.
А по-вашему мнению, что является причиной хорошей сходимости в естественных координатах?amge писал(а):Использование рассчитанного гессиана, безусловно, помогает, но только на первых шагах оптимизации. А потом, если геометрия далека от равновесной, преимущество теряется. При оптимизации в декартовых координатах вместо 50 шагов получаем 40, например. Тогда как при использовании "нормальных" (на самом деле они не нормальные, правильное название - "натуральные внутренние") или "делокализованных" координат эти цифры в 2-3 раза меньше.
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки
Тут две причины. Во-первых, эти координаты сравнительно несвязаны (ортогональны), во-вторых, они локальны. Попробую изложить свои дилетантские представления об этом.Nord писал(а):А по-вашему мнению, что является причиной хорошей сходимости в естественных координатах?
Каждая естественная координата - это линейная комбинация обычных геометических параметров (длин связей, углов, ...), подобранная таким образом, чтобы она походила на колебание в ИК-спектре (т.е. на нормальную координату). Нормальные координаты (они получаются из расчета гессиана) строго ортогональны (оптимизация по одной из них не ухудшает ситуацию с остальными), поэтому оптимизация в нормальных координатах крайне эффективна: надо просто подвинуться в соответствии с градиентами по каждой из нормальных координат по очереди, и это будет лучше всего. Но нормальные координаты (то бишь ИК-колебания) не локальны (если визуализировать их, то видно, что порой колеблется чуть ли не вся молекула), поэтому при изменении геометрии нормальные координаты будут уже здорово отличаться (особенно в части, захватывающей почти всю молекулу), и если продолжать оптимизацию в прежнем наборе координат, то ничего хорошего не получится, надо перевычислять гессиан.
Естественные же координаты локальны, каждая их них описывает небольшой фрагмент молекулы (метильную группу, цикл, ...). Поэтому если в процессе оптимизации данный фрагмент не разрушается (например, цикл не размыкается), то остаются актуальными для всего процесса оптимизации. Из-за своей локальности они не вполне ортогональны, но в этом отношении гораздо лучше декартовых координат или координат, представляющих собой обычные геометрические параметры (из z-матрицы).
Мне вот интересно, почему автоматическое генерирование естественных координат не реализовано в GAMESS или Природе? То ли потому, что реализованные в этих программах делокализованные координаты не хуже (хотя, кажется, когда-то давно я проверят - вроде, похуже), то ли из-за каких-нибудь лицензионных ограничений на алгоритм?
Понятно, спасибо.
Да, внутренние координаты, конечно, хороши тем, что "честно" отделяют трансляции и вращения. Однако есть у них одно "но": матрица кинетической энергии в них всегда имеет сингулярности, которые "любят" вылезать в самый неожиданный момент (простейший пример - линейная геометрия трехатомной молекулы). Так вот, для многоатомной системы эти сингулярности не просто образуют точки в конфигурационном пространстве, но даже линии или целые области меньших размерностей. Посему оптимизация в декартовых координатах, хоть и более медленная, позволяет проводить вычисления "более надежно".
Далее, не знаю как в GAUSSIAN'е, но в GAMESS'е при оптимизации во внутренних координатах используется некий трюк: начальное приближение гессиана -- не единичная матрица, как в случае декартовых координат, а блочная: блоку длин связей приписывается бОльшая жесткость, чем блоку валентных углов, а тем, в свою очередь, бОльшая жесткость, чем торсионным углам и прочим "четырех(и более)частичным" параметрам. Это очень естественное "химическое" допущение частично ответственно (по крайней мере, в случае GAMESS'а) за лучшую сходимость геометрической оптимизации. Однако это может сыграть злую шутку в крайне лабильных молекулах, о чем писали выше.
Третье. Вообще говоря, предвычисление гессиана никогда не бессмысленно, потому что в молекуле даже нормальные координаты часто хорошо разделены по частоте (как раз на этом основано выделение характеристических колебаний в ИК спектроскопии, Вы тоже об этом писали, правда в контексте внутренних координат) и посему также достаточно "локальны" в том смысле, что "жесткие" группировки мало связаня с "лабильными". Учет этой информации в гессиане (а получается блочная структура навроде той, что я описывал выше), вообще говоря, сохраняется на всем протяжении оптимизации, если только Вы стартовали не с крайне удаленной от равновесной геометрии. А обычно так и происходит: скажем, геометрия, полученная на уровне HF, далее уточняется методом MP2, при этом молекула в подавляющем большинстве случаев не расползается, а более-менее сохраняет свою форму.
Ну а по поводу вопроса, почему в GAMESS'е не реализована автоматическая генерация - кажется, она была, по крайней мере в свежих версиях, хотя я могу ошибаться.
Да, внутренние координаты, конечно, хороши тем, что "честно" отделяют трансляции и вращения. Однако есть у них одно "но": матрица кинетической энергии в них всегда имеет сингулярности, которые "любят" вылезать в самый неожиданный момент (простейший пример - линейная геометрия трехатомной молекулы). Так вот, для многоатомной системы эти сингулярности не просто образуют точки в конфигурационном пространстве, но даже линии или целые области меньших размерностей. Посему оптимизация в декартовых координатах, хоть и более медленная, позволяет проводить вычисления "более надежно".
Далее, не знаю как в GAUSSIAN'е, но в GAMESS'е при оптимизации во внутренних координатах используется некий трюк: начальное приближение гессиана -- не единичная матрица, как в случае декартовых координат, а блочная: блоку длин связей приписывается бОльшая жесткость, чем блоку валентных углов, а тем, в свою очередь, бОльшая жесткость, чем торсионным углам и прочим "четырех(и более)частичным" параметрам. Это очень естественное "химическое" допущение частично ответственно (по крайней мере, в случае GAMESS'а) за лучшую сходимость геометрической оптимизации. Однако это может сыграть злую шутку в крайне лабильных молекулах, о чем писали выше.
Третье. Вообще говоря, предвычисление гессиана никогда не бессмысленно, потому что в молекуле даже нормальные координаты часто хорошо разделены по частоте (как раз на этом основано выделение характеристических колебаний в ИК спектроскопии, Вы тоже об этом писали, правда в контексте внутренних координат) и посему также достаточно "локальны" в том смысле, что "жесткие" группировки мало связаня с "лабильными". Учет этой информации в гессиане (а получается блочная структура навроде той, что я описывал выше), вообще говоря, сохраняется на всем протяжении оптимизации, если только Вы стартовали не с крайне удаленной от равновесной геометрии. А обычно так и происходит: скажем, геометрия, полученная на уровне HF, далее уточняется методом MP2, при этом молекула в подавляющем большинстве случаев не расползается, а более-менее сохраняет свою форму.
Ну а по поводу вопроса, почему в GAMESS'е не реализована автоматическая генерация - кажется, она была, по крайней мере в свежих версиях, хотя я могу ошибаться.
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки
Совершенно с Вами согласен. Использование простых внутренних координат (я так понимаю, мы говорим здесь о координатах, которые в простейшем случае берутся из z-матрицы, т.е. N-1 длин связей, N-2 валентный и N-3 диэдральных углов) опасно, а в случае линейных фрагментов просто недопустимо.Nord писал(а):Да, внутренние координаты, конечно, хороши тем, что "честно" отделяют трансляции и вращения. Однако есть у них одно "но": матрица кинетической энергии в них всегда имеет сингулярности, ... Посему оптимизация в декартовых координатах, хоть и более медленная, позволяет проводить вычисления "более надежно".
Спасибо за ценную информацию. Теперь я понимаю, почему при конструировании естественных или делокализованных координат валентные углы комбинируются только друг с другом, диэральные и родственные им - тоже.Nord писал(а):...блоку длин связей приписывается бОльшая жесткость, чем блоку валентных углов, а тем, в свою очередь, бОльшая жесткость, чем торсионным углам и прочим "четырех(и более)частичным" параметрам...
Должен с Вами согласиться. Вот, например, цитата из мануала GAMESS:Nord писал(а):... предвычисление гессиана никогда не бессмысленно
Код: Выделить всё
HESS=GUESS HESS=READ
Cartesians 65 41 steps
good Z-matrix 32 23
natural internals 24 13Да, вот явное указание на это:amge писал(а):Спасибо за ценную информацию. Теперь я понимаю, почему при конструировании естественных или делокализованных координат валентные углы комбинируются только друг с другом, диэральные и родственные им - тоже.Nord писал(а):...блоку длин связей приписывается бОльшая жесткость, чем блоку валентных углов, а тем, в свою очередь, бОльшая жесткость, чем торсионным углам и прочим "четырех(и более)частичным" параметрам...
refs.doc писал(а):There is a procedure contained within GAMESS for
guessing a positive definite hessian matrix, HESS=GUESS.
If you are using Cartesian coordinates, the guess hessian
is based on pairwise atom stretches. The guess is more
sophisticated when internal coordinates are defined, as
empirical rules will be used to estimate stretching and
bending force constants. Other angular force constants are
set to 1/4. The guess often works well for minima, but
cannot possibly find transition states (because it is
positive definite). Therefore, GUESS may not be selected
for SADPOINT runs.
Да, просто следует помнить, что вычисление гессиана - дорогое удовольствие. Нет никакой причины предвычислять его любыми другими способами, кроме аналитического и, может быть, получисленного в очень маленьком базисе и "простом" методе. Так, скажем предвычисление гессиана по аналитическим формулам методом HF занимает примерно столько же времени, сколько один шаг по геометрии методом MP2 для числа базисных функций порядка 300.amge писал(а):Должен с Вами согласиться. Вот, например, цитата из мануала GAMESS:Nord писал(а):... предвычисление гессиана никогда не бессмысленноВидно, что предвычисление гессиана во всех случаях очень помогает. Я этим почти не пользовался, и, видимо, зря.Код: Выделить всё
HESS=GUESS HESS=READ Cartesians 65 41 steps good Z-matrix 32 23 natural internals 24 13
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки
Может длины связей, углы будем обзывать внутренними координатами, а то привык, что естественные координаты это их приращения. Из последних и составляют матрицу кинематических коэффициентов для нахождения гармонических частот.
Точно не помню, но вроде частоты в Гауссиане определяют через масс-взвешенные координаты.
Точно не помню, но вроде частоты в Гауссиане определяют через масс-взвешенные координаты.
Кто сейчас на конференции
Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 8 гостей