Jing's Notes
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【ORCA】01.输入文件

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ORCA输入文件

概要

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# comments 
! Keywords (control methods, basis sets, job type,…)

%maxcore 4096 (optional: scratch array size in MB)

%base “MyBaseName” (optional: name of the generated scratch files)

* xyz Charge Mult
C 1.23 16.481 -9.87 
*

$new_job

注释部分

  • 以#开头，若单独成行，则该行均为注释

  • 也可用两个#在行内封装注释部分，如

    1
    TolE=1e-5; #Energy conv.# TolMaxP=1e-6; #Density conv.#

    其中TolE和TolMaxP为正常的参数输入，而另外两处#内的内容为注释。

控制部分

  • 所有block在手册6.1 Input Blocks中列出
  • 以%开头，end结尾。一个%和end的组合称为一个block，一个输入文件中可以包含多个blocks。
  • block的内容比简单输入！优先

  • ORCA中变量和数值的输入格式为

    1
    VariableName Value

    • 也可以数组的形式输入变量，例如

      1
      2
      3
      Array[1]  Value1
      Array[1]  Value1,Value2,Value3
      Array  Value1,Value2
      • 由于ORCA是用C++写的，因此数组从0开始。上面第一行表示A[1]的值为V1，实际为该数组的第二个数；第二行表示A[1]的值为V1，A[2]的值为V2，A[3]的值为V3；第三行表示A[0]的值为V1，A[1]的值为V2。

      • 字符型的数值（例如文件名）用双引号封装，如

        1
        MOInp "Myfile.gbw"

        注意，在Unix系统中，引号中的内容是区分大小写的，MYFILE.GBW和MyFile.gbw是不同的文件，而在Windows系统中是不区分大小写的。

关键词部分

以!开头，主要用于指定作业的类型和相关参数。

  • 主要方法和选项在6.2.1 Main Methods and Options的Table6.1 中列出

  • 密度泛函方法在6.2.2 Density Functional Methods中的Table 6.2中列出

    1
    ! Functional GridN NoFinalGrid VDW

泛函可以选择：

  • LDA : LSD, HFS, …
  • GGA : BP=BP86, PBE, PW91, OLYP, OPBE, BLYP, PWP, …
  • LDAs/GGAs in RI mode require an auxiliary basis set (‘/J’)
  • Meta-GGA : TPSS, revTPSS, M06L, …
  • Hybrid : B3LYP, PBE0, X3LYP, BHandHLYP, B3P, B3PW, …
  • Range-Sep. Hyb. : wB97, wB97X, CAM-B3LYP, LC-BLYP
  • Hybrid Meta-GGA : TPSSh, TPSS0, M06, M062X, …
  • Double-Hybrid : RI-B2PLYP, RI-MPW2PLYP, RI-B2T-PYLP, RI-B2K-PYLP, RI-B2GP-PLYP
  • 没有RI近似也可以使用这些泛函。RI模式下的双杂化需要一个辅助基集(‘ /C ‘)

全局内存

  • This limit applies per processing core.

    1
    %MaxCore 3000 #sets 3000 MB (= 3 GB)
    • 这里，每个内核3000 MB的内存分配给ORCA。如果请求使用6个CPU内核，这意味着ORCA的总内存需求为6x3000 = 18000 MB = 18 GB。为了确保计算节点具有可用的物理内存总量。 通常，您不应要求超过75％的可用物理内存（因为ORCA偶尔会使用比maxcore设置更多的内存）。因此，在这种情况下，如果计算机具有24 GB或更多的物理内存可用就可以

  • 如果正在使用的计算节点也被其他用户使用，请确保请求的内存不要超过有权使用的内存。例如，如果一个12核节点具有120 GB的内存，而你提交了一个6核作业，则你有权使用该内存的一半（例如，请注意，有时排队系统要求您指定所需的内存量）。因此，仅应允许您的6核作业使用60 GB的内存或10,000 MB（10GB）的maxcore（每个核的内存）。由于ORCA中的内存使用率通常会超出maxcore，因此将maxcore降低至可用物理内存的〜75％：建议将maxcore设置为％maxcore 7500。

  • 如果ORCA以一般消息终止：“ ORCA finished by error termination in [ORCA module]”，并且上面没有其他有用的消息， 原因取决于运行哪个ORCA模块。如果运行的模块是占用大量内存的模块，例如：orca_mp2，orca_scfhess，orca_mdci，orca_mrci等，则作业可能会耗尽内存或磁盘空间，或者访问内存或磁盘时出现问题。这也可能是运行一个具有过多内核的小型系统的计算的问题（运行一个仅包含几个原子的系统的60内核计算是没有意义的，并且会导致不可预测的结果）。

核数

1
2
%pal nprocs 4 # any number (positive integer)
     end

或者直接用! PAL4，可以从2到8，16，32，64

多步作业

ORCA支持在一个输入文件中设置多步作业，使用$new_job关键词来标记下一个作业的开始。多步作业常在以下类型的计算中会用到：

  • 用不同的方法或基组计算同一个分子的性质。
  • 用相同的参数计算一系列分子。
  • 在结构优化之后用更高级的方法计算单点能或其他性质。
  • 用小基组计算提供轨道的初始猜测，做大基组的计算。

eg：表示先在LDA水平下计算BO分子的g张量，再使用BP86泛函计算。

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# -----------------------------------------------------
! UKS LSD SVP grid5 NoFinalGrid TightSCF KeepInts
# -----------------------------------------------------
%eprnmr gtensor 1 end
* int 0 2
B 0 0 0 0 0 0
O 1 0 0 1.2049 0 0
*
# *************************************************
# ****** This starts the input for the next job *
# *************************************************
$new_job
# --------------------------------------------------
! BP86 SVP SmallPrint ReadInts NoKeepInts
# --------------------------------------------------
%eprnmr gtensor 1 end
* int 0 2
B 0 0 0 0 0 0
O 1 0 0 1.2049 0 0
*

  • 在使用$new_job来设置多步作业时，下一步任务会默认使用前一步任务的所有参数设置。如果需要使用不同的参数，可以在下一步任务中修改相关参数。例如，在前一步计算中使用了RI近似，在后一步的计算中会默认使用，如果不想使用，则需要用关键词将其关闭。此外，下一步任务会默认使用上一步任务的轨道做初始猜测，如果在下一步任务中要使用其他的初始猜测，也要指定相关的关键词。

  • 在ORCA的计算中，假设输入文件名为MyJob.inp，那么程序产生的所有的文件都名为MyJob.xxx。有时候在多步计算中，不同的步骤需要不同的文件名，可以通过%base这个变量来修改名称，例如:

    img

    • 第一步任务中产生的所有文件以FirstJob开头，第二步任务中产生的文件以SecondJob开头。

输入优先级别

  • 不区分大小写

  • 先读取所有！关键词，不分顺序

    • 例外是如果基组指定两个，后面那个优先，辅助基组也是如此

      1
      2
      ! def2-SVP def2-TZVP
      ! def2/J SARC/J

  • 然后按输入文件中的block顺序读取，比！优先

  • 大多数block输入关键字控制单个变量(尽管也有例外)。如果有重复的关键字，则使用后一个值。

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! def2-TZVP UKS
%method
functional BP86
correlation C_LYP
SpecialGridAtoms[1] 26, 27
SpecialGridIntacc 8, 8, 8
SpecialGridAtoms 28, 29
end
! PBE def2-SVP RKS

等同于

1
2
3
4
5
! UKS BLYP def2-SVP
%method
SpecialGridAtoms 28, 29, 27
SpecialGridIntacc 8, 8, 8
end
有用可戳(●ˇ∀ˇ●)