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ASE原子环境模拟之调用外部计算软件的方法

来源：时间：2022-12-16 16:35:08 浏览：2770次

许多外部计算软件可以与ASE一起使用，包括 GPAW, Abinit, Vasp, Siesta, Quantum ESPRESSO, Asap, LAMMPS 等等, 详细请查阅支持计算软件完整的清单.

使用ASE调用计算软件

这里将介绍如何在ASE中调用外部计算软件的方法。我们使用Vasp作为例子，其他计算软件也可以以类似的方式使用。有关详细信息，请参阅支持计算软件的完整清单。

重要提示：ASE不提供VASP的代码或许可，这些必须从其他地方获得。ASE只使用VASP创建一个接口，由此将ASE提供的工具与VASP一起使用。

配置环境变量

首先，需要告诉ASE哪里能找到VASP的可执行文件，以及在哪里找到赝势。你需要定义两个环境变量:


$ export ASE_VASP_COMMAND="mpirun -np XX $HOME/vasp/bin/vasp_std"
$ export VASP_PP_PATH=$HOME/vasp/mypps

第一个环境变量ASE_VASP_COMMAND是执行VASP的默认方式，应该以与正常执行VASP运行相同的方式定义它。这里我们假设VASP可执行文件vasp_std位于$HOME/VASP/bin中。注意，如果希望并行执行VASP，这个调用还应该包括MPI可执行文件mpirun或mpiexec，在本例中为mpirun。第二个变量VASP_PP_PATH是到VASP赝势库的路径。

vdw_kernel.bindat是一个额外(可选)变量文件，在进行范德华计算时需要，其中luse_vdw=True。


$ export ASE_VASP_VDW=$HOME/<path-to-vdw_kernel.bindat-folder>

注意，这是针对文件夹，而不是文件本身。

运行测试

ASE知道了如何执行VASP，我们可以尝试设置一个简单的计算。首先我们建立一个原子对象。首先我们建立原子对象。


from ase.build import molecule
atoms = molecule('N2')
atoms.center(vacuum=5)

为了执行VASP DFT计算，我们现在设置了一个计算器对象。


from ase.calculators.vasp import Vasp
calc = Vasp(xc='pbe',  # 选择交换关联函数
            encut=400, # 平面波截断
            kpts=(1, 1, 1)) # k点
atoms.calc = calc
en = atoms.get_potential_energy()  # 这个调用将开启计算
print('Potential energy: {:.2f} eV'.format(en))

这将产生以下输出:


Potential energy: -16.59 eV

ASE与VASP接口的流程是，ASE处理写输入文件，这是运行所必需的，然后执行ASE_VASP_COMMAND，即执行VASP。一旦VASP运行完成，ASE然后读取所有相关文件，在本例中是OUTCAR、vasprun .xml和CONTCAR，并将属性存储在计算器对象中。有关VASP功能的更多信息，请参阅VASP。对于其他计算软件请参考相关页面。

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