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量子力学软件的编制思路(个人总结)

作者 shuligaoshou
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量子力学软件的编制思路(个人总结)
1)        人们准备好各种原子(或分子,以后省略分子这一块)的量子力学数据库,简称原子库;
2)        材料的性质取决于原子之间的作用力,原子之间的作用力包括价电子与离子实(内层电子和原子核、离子实与离子实、价电子与价电子之间的作用力;
3)        但是这些作用很多是对称的,所以群论派上了用场;因为有些作用力是次要矛盾,所以泛函(极值)派上了用场,比如绝热近似,单电子近似,Hatree-Fock近似等;
4)        原子之间的作用力的相互作用遵循一定的规律,包括能量最低、泡利原理等等;人们利用这些规律做成一定的程序,比轨道理论为基础的高斯软件,但DFT是比较潮的一种算法;
5)        利用这些原子库,借助程序(比如DFT)和可以计算各种原子之间的作用力,从而推测材料的性质,比如稳定性、导电性、折射率、热导率、热容、硬度(延展性)、反光(色彩)率、透光率、磁导率等。

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  • 精华评论
  • shuligaoshou

    引用回帖:
    8楼: Originally posted by zt_chem at 2017-06-07 22:20:10
    对其中涉及的数学方法需要自己写解法模块吗?还是直接调用开源软件中已有的解法模块?

    1)首先 vasp是借用大量数学工具,使用c++或者fortan预言编写的程序。一般的windonws系统没有安装c++或者fortan运行的补丁,也没有数学工具库,所以要安装c++或者fortan运行的补丁,以及数学工具库。一般而言,常用的数学库就是MKL。
    2)Vasp软件是基于泛函分析(具体就是变分法)的计算软件,当然需要要把纸面上的计算过程转化为高级语言,这就是源程序。
    3)Vasp软件计算的目标是各种原子的外围电子的相互作用(包括原子分波、赝分波、投影函数、电荷密度、赝电荷、补充电荷密度、可移植赝势等)),所以要用到各种原子的外围电子的数据,这就是PAW 原子数据集。
    4)计算的结果是复杂信息(比如矩阵等),需要一个特别的消息表达库,一般说来,这种计算类的消息表达库就是并行软件:openmpi。
    5)有趣的是,c++、fortan、openmpi都是intel的产品,微软的windows系统也是用c语言做的。所以,vasp软件的核心技术就是大量的源程序和相对完整且准确的PAW 原子数据集。这就是vasp贵的原因。

    请问这么理解对么

  • 梦在潇湘

    同意

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