Dalton

< Podręcznik użytkownika KDM < Oprogramowanie KDM < Oprogramowanie naukowe < Dalton

Dalton
Serwer	Wersja
Supernova	2011, 2013
Kontakt
kdm@wcss.pl

Dalton - oprogramowanie do obliczeń kwantowo-chemicznych. Pozwala wyznaczać właściwości molekularne, w tym optyczne i elektryczne (np. liniowe i nieliniowe polaryzowalności) oraz magnetyczne (NMR, podatność magnetyczna). Udostępnia metody obliczeniowe: Hartree-Focka (HF), wielokonfiguracyjną metodę pola samouzgodnionego (MCSCF), metody sprzężonych klasterów (CCS, CC2, CCSD, CCSD(T), CC3, jak również MP2) oraz teorię funkcjonału gęstości (DFT). W najnowszej wersji Daltona (2013) zaimplementowane zostały m.in. takie funkcjonalności jak: dekompozycja Choleskiego dla metody sprzężonych klasterów, empiryczne poprawki na dyspersję w metodach DFT (DFT-D2, DFT-D3 and DFT-D3BJ czy też model dyskretnego rozpuszczalnika (Polarizable Embedding).

Licencja

WCSS posiada darmową licencję instytucjonalną na Daltona 2011 oraz Daltona 2013.

• Użytkownicy korzystający z Daltona 2011 zobowiązani są do umieszczenia w publikacjach, wykorzystujących wyniki obliczeń wykonanych przy użyciu tego oprogramowania, cytowania następującej treści:

"DALTON, a molecular electronic structure program, Release Dalton2011 (2011), see http://daltonprogram.org/"

• Użytkownicy korzystający z Daltona 2013 zobowiązani są do umieszczenia w publikacjach, wykorzystujących wyniki obliczeń wykonanych przy użyciu tego oprogramowania, cytowania następującej treści:

K. Aidas, C. Angeli, K. L. Bak, V. Bakken, R. Bast, L. Boman, O. Christiansen, R. Cimiraglia, S. Coriani, P. Dahle, E. K. Dalskov, U. Ekström, T. Enevoldsen, J. J. Eriksen, P. Ettenhuber, B. Fernández, L. Ferrighi, H. Fliegl, L. Frediani, K. Hald, A. Halkier, C. Hättig, H. Heiberg, T. Helgaker, A. C. Hennum, H. Hettema, E. Hjertenæs, S. Høst, I.-M. Høyvik, M. F. Iozzi, B. Jansik, H. J. Aa. Jensen, D. Jonsson, P. Jørgensen, J. Kauczor, S. Kirpekar, T. Kjærgaard, W. Klopper, S. Knecht, R. Kobayashi, H. Koch, J. Kongsted, A. Krapp, K. Kristensen, A. Ligabue, O. B. Lutnæs, J. I. Melo, K. V. Mikkelsen, R. H. Myhre, C. Neiss, C. B. Nielsen, P. Norman, J. Olsen, J. M. H. Olsen, A. Osted, M. J. Packer, F. Pawlowski, T. B. Pedersen, P. F. Provasi, S. Reine, Z. Rinkevicius, T. A. Ruden, K. Ruud, V. Rybkin, P. Salek, C. C. M. Samson, A. Sánchez de Merás, T. Saue, S. P. A. Sauer, B. Schimmelpfennig, K. Sneskov, A. H. Steindal, K. O. Sylvester-Hvid, P. R. Taylor, A. M. Teale, E. I. Tellgren, D. P. Tew, A. J. Thorvaldsen, L. Thøgersen, O. Vahtras, M. A. Watson, D. J. D. Wilson, M. Ziolkowski, and H. Ågren, "The Dalton quantum chemistry program system", WIREs Comput. Mol. Sci. (doi: 10.1002/wcms.1172)

oraz

"Dalton, a molecular electronic structure program, Release DALTON2013.0 (2013), see http://daltonprogram.org."

Korzystanie w WCSS

Dalton zainstalowany jest na klastrze Supernova, w wersji sekwencyjnej i równoległej, w katalogu:

/usr/local/dalton

Program skompilowany jest kompilatorem Intela, z użyciem bibliotek MKL. Wersja równoległa jest dodatkowo skompilowana z bibliotekami MVAPICH.

Uruchamianie

Przygotowanie środowiska i uruchomienie aplikacji:

> module load dalton
> dalton

Dalton do obliczeń potrzebuje zbioru instrukcji (plik .dal) oraz danych (plik .mol). Uruchomienie obliczeń dla przykładowych plików calc.dal i h2o.mol:

 > dalton calc h2o

Jeśli obydwa pliki mają tę samą nazwę bazową, np. calc_h2o.dal i calc_h2o.mol, program można uruchomić następująco:

> dalton calc_h2o

Wstawianie do kolejki

Zadania obliczeniowe należy wstawiać do kolejki, korzystając z polecenia:

sub-dalton plik.dal plik.mol [kolejka] [liczba_rdzeni] [pamiec_per_rdzen_w_MB]

Gdzie:

• plik.dal - plik wejściowy z instrukcjami
• plik.mol - plik wejściowy z danymi
• kolejka - parametr opcjonalny, kolejka PBS, do której ma zostać wstawione zadanie, wartość domyślna: normal.
• liczba_rdzeni - parametr opcjonalny, liczba rdzeni dla zadania, wartość domyślna: 1 rdzeń.
• pamiec_per_rdzen_w_MB - rozmiar pamięci RAM dla pojedynczego rdzenia. Ponieważ część pamięci zużywana jest przez binaria programu, jako pamięć roboczą (zmienna środowiskowa WRKMEM) skrypt przekazuje do Daltona 90% sumarycznego podanego rozmiaru pamięci.

Obliczenia równoległe

Dalton w wersji równoległej korzysta z MVAPICH (procesy MPI komunikują się przez sieć InfiniBand). Skrypt uruchamiający program używa komendy mpiexec (a nie mpirun). Na klastrze Nova należy korzystać z mpiexec dostępnego w katalogu: /usr/local/osc_mpiexec/0.85_nodefile/bin/mpiexec.

Uruchamianie obliczeń równoległych w kolejce, przykład:

sub-dalton calc.dal h2o.mol short6h 2 1800

Do wykonania obliczeń równoległych potrzebne są odpowiednio przygotowane pliki wejściowe.

Przykładowy plik .dal

**DALTON INPUT
.OPTIMIZE
.PARALLEL
**WAVE FUNCTION
.DFT
 B3LYP
**END OF INPUT

Przykładowy plik .mol

BASIS
cc-pVTZ
arbitrary text in here
arbitrary text in here
Atomtypes=1
Charge=1.0 Atoms=2
H        0.0   0.0   0.0
H        0.0   0.0   2.0

Warto zauważyć, że implementacja paradygmatu master/slave w Daltonie sprawia, że proces główny (master) wykonuje fragmenty sekwencyjne programu i odpowiada za rozdział zadań między procesy slave, dlatego wykonuje niewiele obliczeń w porównaniu z procesami slave.

Wyniki testów

Program został przetestowany zestawem testów dostarczanych razem ze źródłami. Wszystkie testy wykonały się poprawnie.

Dokumentacja

• Strona domowa pakietu
• Porady odnośnie uruchamiania Daltona w ScalaLife Competence center