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CP2K: DeePMD-kit插件

学习目标

  • 用 CP2K 调用 DeePMD-kit 以进行 MLMD 模拟
  • Constrained MD 的参数设置

学习资料

CP2K官方手册:

适用版本

以下教程适用于最新版本加入 DeePMD 支持的 CP2K。 Zeus集群上的 cp2k/2024.2-devdeepmd/2.2.7 (未编译MPI和DFT支持) 可以运行以下教程。

注意 cp2k/2024.2-dev 的作业脚本写法如下:

module load gcc/9.3.0
module load intel/17.5.239
module load cuda/11.8
module load mpi/openmpi/4.1.6-gcc
module load cp2k/2024.2-dev

CP2K MD Section 的输入文件

请先了解CP2K的输入文件语法,指路:

由于 MLMD 通常会需要纳秒甚至更长时间尺度的模拟,若未进行适当配置,可能会产生过长的输出文件,因此我们在 GLOBAL 下做以下调整:

&GLOBAL
   PROJECT pmf # (1)!
   RUN_TYPE MD
   PRINT_LEVEL SILENT # (2)!
   WALLTIME 95:00:00 # (3)!
&END GLOBAL
  1. 根据自己的项目名修改,决定输出文件的名称
  2. 如果跑DeePMD, 请务必设置为 SILENT, 防止输出文件过大
  3. 推荐稍短于作业的 Walltime 以免截断轨迹

然后我们配置如下的力场参数:

&FORCE_EVAL
   METHOD FIST
   &MM
      &FORCEFIELD
         &NONBONDED
            &DEEPMD
               ATOMS C O Pt
               ATOMS_DEEPMD_TYPE 0 1 2 # (1)!
               POT_FILE_NAME ../graph.000.pb
            &END DEEPMD
         &END NONBONDED
         IGNORE_MISSING_CRITICAL_PARAMS .TRUE. # (2)!
      &END FORCEFIELD
      &POISSON
         &EWALD
            EWALD_TYPE none
         &END EWALD
      &END POISSON
   &END MM
   ...
&END FORCE_EVAL
  1. 与元素列表对应,元素在 type_map 中的索引顺序
  2. ⚠ 请保留这一行以忽略未定义参数

通常 MLMD 轨迹文件不需要每步都输出,因而通过以下方式设置输出间隔:

&MOTION
   ...
   &MD
      ...
      &PRINT
         &ENERGY
            &EACH
               MD 100 # (1)!
            &END EACH
         &END ENERGY
      &END PRINT
   &END MD
   &PRINT
      &CELL
         &EACH
            MD 100 # (2)!
         &END EACH
      &END CELL
      &FORCES
         &EACH
            MD 100 # (3)!
         &END EACH
      &END FORCES
      &RESTART_HISTORY
         &EACH
            MD 200000 # (4)!
         &END EACH
      &END RESTART_HISTORY
      &TRAJECTORY
         &EACH
            MD 100 # (5)!
         &END EACH
      &END TRAJECTORY
   &END PRINT
&END MOTION
  1. 此处修改ener的输出频率,通常与结构轨迹保持一致
  2. 此处修改晶胞参数的输出频率,注意如果晶胞参数不变可不写这一部分
  3. 此处修改力轨迹的输出频率,通常与结构轨迹保持一致
  4. 此处修改restart文件的输出频率,可根据 Walltime 和总步数进行估计
  5. 此处修改结构轨迹的输出频率

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