基于Gaussian 03 的计算化学集群系统方案

时间:2008-11-22   来源:   网友评论:0   人气: 1212 作者:

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1. Gaussian 软件简介

 

1.1. Gaussian 软件功能介绍

Gaussian 是做半经验计算和从头计算使用最广泛的量子化学软件,可以研究:分子能量和结构,过渡态的能量和结构,化学键以及反应能量,分子轨道,偶极矩和多极矩,原子电荷和电势,振动频率,红外和拉曼光谱,NMR,极化率和超极化率,热力学性质,反应路径。计算可以模拟在气相和溶液中的体系,模拟基态和激发态。Gaussian 03 还可以对周期边界体系进行计算。Gaussian 是研究诸如取代效应,反应机理,势能面和激发态能量的有力工具。

Gaussian 03 是由许多程序相连通的体系,用于执行各种半经验和从头分子轨道(MO)计算。Gaussian 03 可用来预测气相和液相条件下,分子和化学反应的许多性质,包括:

 


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分子的能量和结构

_ 过渡态的能量和结构

_ 振动频率

_ 红外和拉曼光谱(包括预共振拉曼)

_ 热化学性质

_ 成键和化学反应能量

_ 化学反应路径

_ 分子轨道

_ 原子电荷

_ 电多极矩

_ NMR 屏蔽和磁化系数  

 


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自旋-自旋耦合常数

_ 振动圆二色性强度

_ 电子圆二色性强度

_ g 张量和超精细光谱的其它张量

_ 旋光性

_ 振动-转动耦合

_ 非谐性的振动分析和振动-转动耦合

_ 电子亲和能和电离势

_ 极化和超极化率(静态的和含频的)

_ 各向异性超精细耦合常数

_ 静电势和电子密度

 

计算可以对体系的基态或激发态执行。可以预测周期体系的能量,结构和分子轨道。因此,Gaussian 03 可以作为功能强大的工具,用于研究许多化学领域的课题,例如取代基的影响,化学反应机理,势能曲面和激发能等等。

 

Gaussian 03 程序设计时考虑到使用者的需要。所有的标准输入采用自由格式和助记代号,程序自动提供输入数据的合理默认选项,计算结果的输出中含有许多解释性的说明。程序另外提供许多选项指令让有经验的用户更改默认的选项,并提供用户个人程序连接Gaussian 03的接口。作者希望他们的努力可以让用户把精力集中于把方法应用到化学问题上和开发新方法上,而不是放在执行计算的技巧上。

 

1.2. Gaussian 软件主要组成模块(并行)介绍

Gaussian 03 软件由很多子程序构成,一个Gaussian 03 执行程序会启动多个子程序分段执行,其中部分程序可以并行执行,部分程序只能串行执行。下面是这些程序的功能介绍,本方案中主要标出可并行的程序:

链接          功能

L302 (并行) 计算重叠积分,动能和势能积分

L502 (并行) 迭代求解SCF 方程(用于通常的UHF ROHF ,所有的直接方法,以及SCRF)

L506 (并行) 进行ROHF GVB-PP 计算

L508 (并行) 二次收敛SCF 程序

L510 (并行) MC-SCF

L602 (并行) 单电子特性(势,场,和场梯度)

L701 (并行) 单电子积分一阶或二阶导数

L703 (并行) 双电子积分一阶或二阶导数(spdf)

L906 (并行) 半直接的MP2

L913 (并行) 计算后-SCF 能量和梯度项

L914 (并行) CISRPA Zindo 激发能;SCF 稳定性

L1002(并行) 迭代求解CPHF 方程;计算各种特性(包括NMR

L1014(并行) 计算解析的CIS 二阶导数

L1101(并行) 计算单电子积分导数

L1110(并行) 双电子积分导数对Fock 矩阵的贡献

L1112(并行) MP2 二阶导数

通常的Gaussian 运算程序由以上这些子程序和其它串行子程序组成的序列组成,其中通常会包含一些串行部分和一些并行部分。在可并行程序部分可以通过集群系统获得更高的性能。

1.3. Gaussian 软件并行方式

Gaussian 03 软件主要采用两种并行方式,对于IBM 小型机或者SGI Origin系列或者Altix 系列的高性能机来说,主要采用基于OpenMP 的并行方式。

 

OpenMP 并行方式可以运行在基于共享内存方式或者基于


 

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