CPMD

< Podręcznik użytkownika KDM < Oprogramowanie KDM < Oprogramowanie naukowe

Zasoby Leo Nova

CPMD (ang. Car-Parrinello Molecular Dynamics) - pakiet z dziedziny dynamiki molekularnej, implementujący metodologię Car-Parinello. Pierwszą wersję pakietu napisał Jurg Hutter w laboratorium badawczym IBM w Zurichu, kolejne wersje rozwijane były przy współudziale ludzi i organizacji z całego świata. Obecnie za licencjonowanie pakietu odpowiada IBM corp i MPI Stuttgart. Po dopełnieniu formalności licencyjnych pakiet jest udostępniany za darmo organizacjom niekomercyjnym.

Informacje ogólne

CPMD dostępny jest na wiele architektur i jest dobrze zrównoleglony (przy użyciu MPI i Mixed MPI/SMP). Główne własności pakietu:

• Praca z pseudopotencjałami norm-conserving oraz ultrasoft,
• przybliżenia LDA, LSD i GGA, energia swobodna,
• układy periodyczne i aperiodyczne, k-points,
• symetria punktowa i przestrzenna,
• optymalizacja funkcji falowej (bezpośrednia, diagonalizacja, ...),
• dynamika molekularna zespołów mikrokanonicznego (NVE), kanonicznego (NVT) oraz izotermiczno-izobarycznego (NPT),
• dynamika molekularna typu path intagral,
• response functions.
• stany wzbudzone.
• własności elektronowe.

CPMD w WCSS

CPMD dostępny jest na Leo i Novej w wersji sekwencyjnej i równoległej. Zainstalowany został pakiet w wersjach 3.9, 3.11, 3.13.2.

Zalecenia ogólne

• Prosimy o nie tworzenie dużych plików trajektorii ani restartów w katalogach domowych /home. Powoduje to blokowanie serwerów NFS a tym samym całych klastrów i wszystkich pozostałych zadań obliczeniowych. Duże pliki prosimy generować wyłącznie na dyskach /scratch.
• Prosimy o nie używanie polecenia qdel do kończenia zadania (CPMD niepoprawnie obsługuje sygnały). Zamiast tego, w katalogu zadania należy utworzyć pusty plik o nazwie EXIT i poczekać na automatyczne zakończenie się zadania:

touch EXIT

• Wszystkie potencjały, także niestandardowe - dostępne na stronach domowych CPMD, zostały zainstalowane w katalogach /usr/local/CPMD-xxx/PPLIBNEW/. Jeśli zachodzi potrzeba użycia własnych potencjałów, to przed wykonaniem skryptu sub-cpmd (opisane poniżej), należy ustawić zmienną środowiskową:

export PP_LIBRARY_PATH=/moj/katalog_z_PP/

• Prosimy nie używać własnych skryptów do wstawiania zadań. Utrudnia to wprowadzanie zmian systemowych.

Leo

wersja: 3.9.2, 3.11.1, 3.13.2

Na Leo CPMD działa sekwencyjnie i równolegle.

Wstawianie zadań do kolejki

Wstawianie zadań CPMD do poszczególnych kolejek systemu PBS odbywa się przez wywołanie skryptu (lokalizacja: /usr/local/bin) sub-cpmd. Zadania typu Path Integrals prosimy wstawiać do kolejki skryptem sub-cpmd-PI.

Nova

wersja: 3.11.1, 3.13.2

Na klastrze Nova dostępna jest wersja równoległa (kompilacja z MKL, MVAPICH).

Wstawianie zadań do kolejki

Wstawianie zadań CPMD do poszczególnych kolejek systemu PBS odbywa się przez wywołanie skryptu (lokalizacja: /usr/local/bin):

sub-cpmd plik_wejsciowy.inp [kolejka] [liczba_cpu] [pamiec_per_cpu_w_MB]

gdzie:

• plik_wejsciowy.inp - plik z danymi programu
• pamiec_per_cpu_w_MB - pamięć operacyjna per 1 cpu podana w MB (domyślnie 1800 MB).
• kolejka - kolejka PBS, w której ma być uruchomione zadanie (domyślnie parallel)
• liczba_cpu - liczba procesorów na których ma liczyć się zadanie (domyślnie 4).

Skrypt uruchamia najnowszą wersję programu. Wyniki obliczeń będą wygenerowane do pliku z rozszerzeniem .out.

Uwagi

Zadania wstawiane poleceniem sub-cpmd standardowo startują z dysku /lustre/scratch/, który jest współdzielony przez wszystkie węzły, w tym dostępowy.

Plik wyników tworzony jest na dysku /home/. Tworzenie plików RESTART itp. na dysku /home/ jest zabronione. Pliki te będą automatycznie kasowane.

Przykładowe wyniki obliczeń

Przykładowa animacja dynamiki ruchu protonu w dimerze kwasu monochlorooactowego w temperaturze 450K, obliczona metodą CPMD (z pracy doktorskiej Piotra Durlaka pt. "Teoretyczne badanie właściwości i dynamiki ruchu protonu w prostych kwasach karboksylowych", promotor: prof. dr hab. Zdzisław Latajka, Wydział Chemii Uniwersytetu Wrocławskiego, 2007 r.)

EmbedVideo nie rozpoznaje usługi wideo „googlevideo”.

Dokumentacja

Dokumentacja CPMD dostępna jest na każdym z serwerów w katalogu instalacji, np. na Leo: /usr/local/CPMD/manual/manual.pdf.

CPMD w sieci

• Strona główna konsorcjum CPMD
• Manual do CPMD 3.0d
• Manual do CPMD 3.7.0
• Tutorial

Bibliografia

• Jorge Kohanoff: Electronic Structure Calculations for Solids and Molecules: Theory and Computational Methods. Cambridge University Press (May 31, 2006), s. 384. ISBN: 0521815916. (w języku angielskim)

Zobacz też:

• Teoretyczne podstawy CPMD - wykład
• Oprogramowanie KDM