Пара дилетантских вопросов по DFT

вопросы строения молекул и квантовой химии
Darth Vasya
Сообщения: 426
Зарегистрирован: Чт май 24, 2007 1:54 pm

Re: Пара дилетантских вопросов по DFT

Сообщение Darth Vasya » Ср июл 22, 2009 12:40 pm

Archeolog писал(а):и тут опять вылазит все та же схема Хартри-Фока, от которой вроде как должны были отказаться, раз уж идет речь о электронной плотности.
Ну Вы б ещё пожаловались, что там системы линейных уравнений вылазят там, или операция умножения... ;)

В данном случае вылазит не схема Хартри-Фока, а схема Кона-Шема (кстати, далеко не всегда вылазит, есть и "безорбитальные" методы, не говоря уже о... короче, не всегда :)). Говоря общо, обе эти схемы являются частными случаями самосогласованного решения систем уравнений, разница только в приписываемом им смысле, а математически - в строении операторов.

Откуда вообще взялись уравнения Кона-Шема? Дело в том, что в оригинальной формулировке DFT было непонятно, как посчитать кинетическую энергию электронного газа. Поэтому придумали заменить реальную систему электронов "эквивалентной" системой из частиц, для которых по построению можно использовать хорошо знакомый методо самосогласованного решения. На самом деле уравнения Кона-Шема только подобны уравнениям Хартри-Фока - впрочем, как и любой другой задаче из этого класса. Отличие же состоит в том, что за "физический" бонус в виде отсутствия корреляций (т.е. решение системы точное) заплатили математическим усложнением в том смысле, что теперь сам оператор в левой части зависит от искомых функций. Потому, кстати, и частично теряется физический смысл орбиталей и энергий: в DFT уровни заселяются в самом процессе решения уравнений (условие нормировки плотности на число электронов) и изменение числа электронов автоматически изменяет и решение уравнений Кона-Шема - то ли дело в методе Хартри-Фока, где сначала решили, а потом уже заселяем.

Короче говоря, Кон Шем и Хартри Фок - это четыре совершенно разных человека :) Просто у каждого по две руки и две ноги, потому вам и кажется, что это один и тот же :)
Плохо зная грамматику, сложные конструкции должны употребляться с осторожностью.

VTur
Сообщения: 7357
Зарегистрирован: Пт авг 31, 2007 1:36 pm

Re: Пара дилетантских вопросов по DFT

Сообщение VTur » Ср июл 22, 2009 10:02 pm

У Кона-Шема есть ещё один плюс. Начальная электронная плотность близка к истинной, поэтому сходится быстрее к нужному минимуму.
После отстоя требуйте долива

VTur
Сообщения: 7357
Зарегистрирован: Пт авг 31, 2007 1:36 pm

Re: Пара дилетантских вопросов по DFT

Сообщение VTur » Ср июл 22, 2009 10:09 pm

Вик писал(а):Умножьте на последнее число 4 и возведите в четвёртую степень. Получите объем массива для хранения интегралов при одной итерации. Разделите на 10 8, получите время расчета только одной итерации.
Не понятно что вы считаете по этой формуле. То, что для больших систем количество ненулевых АО ERI ~N^2 - классика.[/quote]Это число четырехэлектронных интегралов и время их счёта. Как Вы себе представляете для них нули при 32 или 64 разрядных числах? Нули (cutoff) возникают при закладке руками, при этом говорят, что вклад отброшенных интегралов маленький. Однако с ростом системы величину отсечек нужно уменьшать, так как огромная сумма малых величин не есть малая величина.
Все корреляционные методы - это или DFT, или учет возбужденных состояний. Может прикинуть как растёт число конфигураций с ростом числа электронов?
После отстоя требуйте долива

VTur
Сообщения: 7357
Зарегистрирован: Пт авг 31, 2007 1:36 pm

Re: Пара дилетантских вопросов по DFT

Сообщение VTur » Ср июл 22, 2009 10:11 pm

Вик писал(а):Недавно была публикация в JPC о DFT расчете кластера состоящего из миллиона атомов.
Тупик, он в головах :-)
Это явно быстрое мультипольное разложение. Оно даёт геометрию, но не цифры.
После отстоя требуйте долива

Darth Vasya
Сообщения: 426
Зарегистрирован: Чт май 24, 2007 1:54 pm

Re: Пара дилетантских вопросов по DFT

Сообщение Darth Vasya » Чт июл 23, 2009 12:32 am

VTur писал(а):или учет возбужденных состояний
Маленькая поправка, если позволите. Слова "возбуждённые состояния" - это просто физическая аналогия для наглядности, на самом (математическом) деле эти якобы "возбуждённые" конфигурации суть просто члены разложения многоэлектронной волновой функции в ряд по базису - системе из решений одноэлектронного оператора Хартри-Фока. Принципиального отличия от любого другого базиса {f(r_i)}, хоть даже и вообще не привязанного к орбиталям и пр., нет - просто один из способов выбора (в чём-то довольно удачный ;)). Возбуждённые состояния в строгом физическом смысле слова к методу Хартри-Фока не имеют отношения, т.к. в нём изначально подразумевается решения уравнения Шрёдингера для невозбуждённого состояния (а именно, речь про временнУю зависимость).
VTur писал(а):Это явно быстрое мультипольное разложение. Оно даёт геометрию, но не цифры.
Почему же - методов O(N) целый отдельный зоопарк, в общем-то :) Я так понимаю, речь про Дэвида Боулера и его CONQUEST - там два типа базисных наборов: локализованные псевдоатомные МО (в численном виде, а-ля SIESTA) и сплайны, причём первое более вероятно. Думаю, что с миллионом атомов они проделали что-нибудь типа одной итерации решения электронной структуры - чисто продемонстрировать возможность ;) Ещё там говорится про некое constrained DFT - вот что это за зверь, пока не знаю. Но вообще, надо повнимательнее глянуть, как у него дела с этим кодом - давно не интересовался...
Плохо зная грамматику, сложные конструкции должны употребляться с осторожностью.

VTur
Сообщения: 7357
Зарегистрирован: Пт авг 31, 2007 1:36 pm

Re: Пара дилетантских вопросов по DFT

Сообщение VTur » Пт июл 24, 2009 8:26 pm

Darth Vasya писал(а):
VTur писал(а):или учет возбужденных состояний
Маленькая поправка, если позволите. Слова "возбуждённые состояния" - это просто физическая аналогия для наглядности, на самом (математическом) деле эти якобы "возбуждённые" конфигурации суть просто члены разложения многоэлектронной волновой функции в ряд по базису - системе из решений одноэлектронного оператора Хартри-Фока. Принципиального отличия от любого другого базиса {f(r_i)}, хоть даже и вообще не привязанного к орбиталям и пр., нет - просто один из способов выбора (в чём-то довольно удачный ;)). Возбуждённые состояния в строгом физическом смысле слова к методу Хартри-Фока не имеют отношения, т.к. в нём изначально подразумевается решения уравнения Шрёдингера для невозбуждённого состояния (а именно, речь про временнУю зависимость).
Ну да. Когда ребята об этом пишут в учебниках и статьях, то держат нас за лохов. Будто мы не различаем возбужденные состояния и виртуальные орбитали. Это, кстати, приводит к ужасающей сходимости рядов, а часто и к расходимости.
Darth Vasya писал(а):
VTur писал(а):Это явно быстрое мультипольное разложение. Оно даёт геометрию, но не цифры.
Почему же - методов O(N) целый отдельный зоопарк, в общем-то :) Я так понимаю, речь про Дэвида Боулера и его CONQUEST - там два типа базисных наборов: локализованные псевдоатомные МО (в численном виде, а-ля SIESTA) и сплайны, причём первое более вероятно. Думаю, что с миллионом атомов они проделали что-нибудь типа одной итерации решения электронной структуры - чисто продемонстрировать возможность ;) Ещё там говорится про некое constrained DFT - вот что это за зверь, пока не знаю. Но вообще, надо повнимательнее глянуть, как у него дела с этим кодом - давно не интересовался...
Я писал о том, как было бы, если поступать честно. В некоторых методах пренебрегают обменными интегралами, оставляют только кулоновские (в узком смысле), а других и кулоновскими пренебрегают. Расчеты просто летят. Вот только цифирь ужасная, хотя геометрия ничего.
После отстоя требуйте долива

Darth Vasya
Сообщения: 426
Зарегистрирован: Чт май 24, 2007 1:54 pm

Re: Пара дилетантских вопросов по DFT

Сообщение Darth Vasya » Сб июл 25, 2009 2:17 pm

В методологии SIESTA (и её "клона" CONQUEST) используется подход divide and conquer: матрица плотности находится для кластера из ближайших соседей каждого атома, после чего все эти решения согласуют друг с другом. При этом за счёт конечности носителя базисных функций ничем пренебрегать не приходится (по самому построению). За счёт этого получается затратность метода k*O(N), где k=O(M^3), где M - размер вышеуказанного кластера. При этом, правда, не решается электронная структура всей системы в целом (не знаем энергий Кон-Шемовских орбиталей), но плотность и полная энергия могут быть получены с любой степенью приближения к точному ответу (ценой соответствующего возрастания k и числа итераций согласования кластеров, само собой).
Плохо зная грамматику, сложные конструкции должны употребляться с осторожностью.

VTur
Сообщения: 7357
Зарегистрирован: Пт авг 31, 2007 1:36 pm

Re: Пара дилетантских вопросов по DFT

Сообщение VTur » Сб июл 25, 2009 5:15 pm

Ничего не считал Сиестой, поэтому интересно, с какой точность получаются низкие частоты, особенно, связанные с внутренними вращениями. Они характеризуют точность электронной плотности около связи.
После отстоя требуйте долива

Darth Vasya
Сообщения: 426
Зарегистрирован: Чт май 24, 2007 1:54 pm

Re: Пара дилетантских вопросов по DFT

Сообщение Darth Vasya » Сб июл 25, 2009 7:19 pm

Понятия не имею насчёт низких частот, но вообще для таких вещей есть и другие инструменты. Всё-таки, весь смысл SIESTA в том, чтобы считать системы из тысяч атомов - какие уж там частоты :) По этой причине и использование симметрии в ней не предусмотрено, например.
Плохо зная грамматику, сложные конструкции должны употребляться с осторожностью.

VTur
Сообщения: 7357
Зарегистрирован: Пт авг 31, 2007 1:36 pm

Re: Пара дилетантских вопросов по DFT

Сообщение VTur » Сб июл 25, 2009 9:14 pm

Darth Vasya писал(а):Понятия не имею насчёт низких частот, но вообще для таких вещей есть и другие инструменты. Всё-таки, весь смысл SIESTA в том, чтобы считать системы из тысяч атомов - какие уж там частоты :) По этой причине и использование симметрии в ней не предусмотрено, например.
По моему опыту, распределение электронной плотности с наложением симметрии получается очень плохо. Всегда считаю в Гауссиане NoSymm и в Гамессе тоже снимаю принудительно. На границах плоскостей симметрии возникают изломы и при численном интегрировании по плотности резко возрастает ошибка.
Я так понимаю, Сиеста конкретных цифирей (кроме геометрии) не даёт?
После отстоя требуйте долива

Darth Vasya
Сообщения: 426
Зарегистрирован: Чт май 24, 2007 1:54 pm

Re: Пара дилетантских вопросов по DFT

Сообщение Darth Vasya » Вс июл 26, 2009 4:50 pm

Почему же - всё даёт, что и полагается DFT-коду для периодических систем. Разве что некоторые вещи вынесены в отдельные программы (типа тех же частот).
Плохо зная грамматику, сложные конструкции должны употребляться с осторожностью.

VTur
Сообщения: 7357
Зарегистрирован: Пт авг 31, 2007 1:36 pm

Re: Пара дилетантских вопросов по DFT

Сообщение VTur » Пн июл 27, 2009 9:37 am

Интересно, а какие именно? И точность не сравнивали?
После отстоя требуйте долива

Darth Vasya
Сообщения: 426
Зарегистрирован: Чт май 24, 2007 1:54 pm

Re: Пара дилетантских вопросов по DFT

Сообщение Darth Vasya » Пн июл 27, 2009 2:39 pm

Фононы, оптическая проницаемость, электронный транспорт (только его пока не всем дают) + всякие тулзы от сторонних производителей. Что касается точности - сам не сравнивал.
Плохо зная грамматику, сложные конструкции должны употребляться с осторожностью.

VTur
Сообщения: 7357
Зарегистрирован: Пт авг 31, 2007 1:36 pm

Re: Пара дилетантских вопросов по DFT

Сообщение VTur » Ср авг 12, 2009 10:42 pm

Она случайно не производит электронную плотность с помощью распределенного мультипольного разложения (DMA)? То чем Попилер (Popelier) занимается. Он, вроде, это на белках испытывает.
После отстоя требуйте долива

Darth Vasya
Сообщения: 426
Зарегистрирован: Чт май 24, 2007 1:54 pm

Re: Пара дилетантских вопросов по DFT

Сообщение Darth Vasya » Чт авг 13, 2009 11:36 am

Могу только повторить сообщение Сб июл 25, 2009 2:17 pm :) Никаких мультиполей, всё нормально.
Плохо зная грамматику, сложные конструкции должны употребляться с осторожностью.

VTur
Сообщения: 7357
Зарегистрирован: Пт авг 31, 2007 1:36 pm

Re: Пара дилетантских вопросов по DFT

Сообщение VTur » Пт авг 14, 2009 4:46 pm

Я к тому, что если используется матрица плотности, то это орбитальная модель. При внутреннем вращении с малыми барьерами нужно много орбиталей для получения правильной конформации. Например формамид в малых базисах неплоский, а в больших плоский и т.д.
Я думал
топология.pdf
. Глава 7.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
После отстоя требуйте долива

Darth Vasya
Сообщения: 426
Зарегистрирован: Чт май 24, 2007 1:54 pm

Re: Пара дилетантских вопросов по DFT

Сообщение Darth Vasya » Вт авг 18, 2009 12:24 pm

Не обязательно "орбитальная модель". Для divide and conquer подходят любые базисные функции с конечным носителем. В CONQUEST, например, реализовано и для ПАО, и для сплайнов. SIESTA, емнип, вообще поддерживает произвольные базисные функции, задаваемые в виде таблиц - сферически симметричные, т.к. separable pseudopotentials, угловые проекционные операторы и бла-бла-бла, но с центром в произвольной точке простанства.
Плохо зная грамматику, сложные конструкции должны употребляться с осторожностью.

VTur
Сообщения: 7357
Зарегистрирован: Пт авг 31, 2007 1:36 pm

Re: Пара дилетантских вопросов по DFT

Сообщение VTur » Вт авг 18, 2009 3:57 pm

Ну дак это и есть орбитали. Только не водородоподобные. Есть работа, где по бесселям разлагают.
После отстоя требуйте долива

Darth Vasya
Сообщения: 426
Зарегистрирован: Чт май 24, 2007 1:54 pm

Re: Пара дилетантских вопросов по DFT

Сообщение Darth Vasya » Вт авг 18, 2009 8:35 pm

Гм, а что тогда не орбитали? Я что-то вас не совсем понимаю :|
Плохо зная грамматику, сложные конструкции должны употребляться с осторожностью.

VTur
Сообщения: 7357
Зарегистрирован: Пт авг 31, 2007 1:36 pm

Re: Пара дилетантских вопросов по DFT

Сообщение VTur » Ср авг 19, 2009 2:34 pm

Увы, пока, вроде, ничего другого не придумали. Вот когда ДФТ без Кона-Шэма обходится будет, вот тогда и будет прорыв.
После отстоя требуйте долива

Ответить

Вернуться в «квантовая химия и моделирование»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 64 гостя