Gaussian

< Podręcznik użytkownika KDM < Oprogramowanie KDM < Oprogramowanie naukowe < Gaussian

Gaussian
Serwer	Wersja
Supernova	2009 C01 2009 B01 2009 A02 2003 E01
Kontakt
kdm@wcss.pl

Gaussian jest jednym z najpopularniejszych programów do modelowania układów cząsteczkowych z wykorzystaniem mechaniki kwantowej. Stosowany jest przez chemików, fizyków i inżynierów w dziedzinie chemii teoretycznej i eksperymentalnej. Program jest szczególnie przydatny w obszarach, w których szybko zachodzące zmiany i krótko trwające stany pośrednie układów uniemożliwiają obserwację eksperymentalną zachodzących w nich procesów. Gaussian umożliwia badanie układów na poziomie ab initio oraz na poziomie bardziej uproszczonym (np. półempirycznym).

Informacje ogólne

Pakiet Gaussian został pierwotnie opracowany przez zespół J.A. Pople'a. Pierwsza wersja pakietu udostępniona została w 1976 roku pod nazwą Gaussian-76. Kolejne wersje nazywano odpowiednio do roku, w którym były wydawane, Gaussian-80, -82, -86, -88, -90, -92, -94, -98, -03 i wersja -09.

Gaussian 98/03 posiada zdolność prognozowania wielu własności cząsteczek i reakcji, włączając:

• energie i struktury molekularne,
• energie i struktury stanów przejściowych,
• częstości drgań,
• widma IR i Raman'owskie,
• własności termochemiczne,
• energie wiązań i ścieżki reakcji,
• orbitale molekularne,
• ładunki atomowe,
• momenty multipolowe,
• stałe ekranowania i podatności magnetyczne NMR,
• powinowactwo elektronowe i potencjały jonizacyjne,
• polaryzowalności i hiperpolaryzowalności,
• potencjały elektrostatyczne i gęstości elektronowe,
• i wiele innych.

Obliczenia dla danego układu cząsteczek mogą być wykonywane w fazie gazowej lub roztworze, w stanie podstawowym oraz w stanie wzbudzonym.

Nowości Gaussiana 03 to m.in. poszerzona funkcjonalność metody ONIOM czy metody rozwiązywania PCM (ang.Polarizable Continuum Model).

Program Gaussian można uruchamiać na większości z dostępnych platform sprzętowych i systemowych, począwszy od komputerów klasy PC/Macintosh z Windows, Linux lub MacOS, poprzez praktycznie wszystkie uniksowe stacje robocze, po superkomputery wszystkich producentów. Gaussian może być wykonywany równolegle w środowiskach SMP (oraz rozproszonych, po zakupieniu dodatkowego pakietu Linda).

GAUSSIAN w WCSS

W WCSS pakiet GAUSSIAN jest dostępny na klastrze Supernova.

Zalecania ogólne:

• Podstawowe aspekty wydajności obliczeń Gaussianem zostały omówione częściowo na stronie producenta: http://www.gaussian.com/g_ur/m_eff.htm .

• Oszacowanie wymaganej pamięci i wskazówki dot. wydajności obliczeń: http://www.gaussian.com/g_tech/g_ur/m_eff.htm

W szczególności należy zwrócić uwagę, że alokowanie bardzo dużej pamięci nie wpływa liniowo na wydajność obliczeń. Użycie zbyt dużej pamięci może wręcz spowolnić działanie programu. Do oszacowania pamięci dla obliczeń częstości w HF i DFT można użyć programu freqmem (http://www.gaussian.com/g_tech/g_ur/m_utils.htm). Powinno to dawać również rozsądne szacunki dla optymalizacji i metod post-HF.

• Najwięcej problemów sprawiają zadania wymagające dużo dysku. Jeśli zadanie generuje kilkadziesiąt (lub więcej) GB danych, to wyszukanie wartości całki w takim pliku zajmuje więcej czasu niż jej doliczenie na szybkiej maszynie. Wtedy należy używać trybu direct:

SCF=DIRECT

Dodatkowo, silne obciążenie podsystemu dyskowego komputera stopuje całą maszynę. Oczywiście, zadania, których nie można uruchomić w trybie bezpośrednim, ciągle można liczyć w WCSS. Prosimy jednak pamiętać, że jeśli zagrozi to przepełnieniem dysków /scratch i przerwaniem innych zadań, to zadanie takie zostanie zabite. Użytkownicy wymagający więcej przestrzeni dyskowej proszeni są o kontakt przed rozpoczęciem obliczeń.

• Gaussian zainstalowany jest na poszczególnych maszynach w podkatalogach /usr/local/gWERSJA/ lub /usr/local/gaussian-WERSJA/.

• Jeśli istnieje potrzeba użycia poleceń takich jak formchk, to należy to zrobić w zadaniu interaktywnym (przykładowe uruchomienie poniżej).

 qsub -I -q short6h -l software=formchk

Przed wywołaniem samego polecenia trzeba skonfigurować środowisko poleceniami:

• • Supernova:

source /usr/local/Modules/3.2.7/init/bash
module load gaussian/g09.B.01

• Gaussian nie akceptuje DOS-owego znaku powrotu karetki (znak ^M) w plikach danych. Sprawdzenie można wykonać poleceniem:

vim -b plik-danych

• Sposób cytowania zalecany przez producenta znajduje się na stronie:

http://www.gaussian.com/g_tech/g_ur/m_citation.htm

• Informacje o wykonywaniu zadań równoległych: http://www.gaussian.com/

Supernova

wersje: 2009-B.01, 2009-A.02, 2003-E01.

• Do wstawiania zadań Gaussiana do systemu kolejkowania PBS można wykorzystać skrypty:

/usr/local/bin/sub-gaussian plik_danych.inp kolejka liczba_procesorow pamiec_w_MB
/usr/local/bin/sub-gaussian-2009-b01 plik_danych.inp kolejka liczba_procesorow pamiec_w_MB
/usr/local/bin/sub-gaussian-2009-a02 plik_danych.inp kolejka liczba_procesorow pamiec_w_MB
/usr/local/bin/sub-gaussian-2003-e01 plik_danych.inp kolejka liczba_procesorow pamiec_w_MB

Jest to metoda zalecana ale nie konieczna - można używać własnych skryptów.

• Dla wersji 2003 zadania są automatycznie konfigurowane do wykorzystania 4 lub 8 procesorów i 7 lub 15 GB pamięci oraz kolejki normal. Jeśli zachodzi potrzeba zmiany tych ustawień, to należy skopiować dany skrypt do własnego katalogu i zmodyfikować go według wskazówek zawartych w treści skryptu. Następnie należy wstawić zadanie do kolejki przy pomocy tak zmienionego skryptu:

/home/USERNAME/moj-katalog/sub-gaussian <parametry>

• Pozostałe parametry konfiguracyjne znajdują się w pliku /usr/local/gaussian-WERSJA/g0X/Default.Route

Dokumentacja

Dokumentacja Gaussiana 94 i 98 dostępna jest w formie drukowanej:

• E. Frisch, Michael J. Frisch, James B. Foresman, "Gaussian 94 User's Reference", Manual Version: 5.1, February, 1996
• E. Frisch, Michael J. Frisch, "Gaussian 98 User's Reference", Manual Version: 6.1, January, 1999
• E. Frisch, Michael J. Frisch, Alice B. Nielsen, "Gaussian 98 Programmer's Reference", Manual Version: 6.0, August, 1998

Gaussian w sieci

• Strona domowa Gaussiana
• Krótki przewodnik dla początkujących
• Baza wiedzy o NMR, IR, RAMAN *
• słownik on-line pojęć NMR *
• Gaussian w praktyce
• Dr. Joaquin Barroso's blog
• Troubleshooting Gaussian calculations
• Materials Studio user interface to Gaussian
• How to start and run a simple calculation with Gaussian

Zobacz też: Oprogramowanie KDM, Obliczenia wibracyjnie rozdzielczych widm elektronowych w Gaussianie 09