OpenMX
👉Вернуться к списку инструкций
OpenMX (Open source package for Material eXplorer) — это программное обеспечение с открытым исходным кодом для моделирования материалов с использованием метода плотностного функционала (DFT) и линейной комбинации псевдоатомных орбиталей (LCPAO). Программа позволяет рассчитывать электронную структуру, силы, магнитные свойства и динамику молекул, кристаллов и наноструктур, поддерживает спиновые взаимодействия, периодические и непериодические системы, а также параллельные вычисления с использованием MPI.
Официальный сайт: https://www.openmx-square.org
Доступные версии на суперкомпьютере НИУ ВШЭ
module load openmx # OpenMX версии 3.9
Обновление версий производится по запросу пользователей.
Тестовые исходные данные расположены на суперкомпьютере в каталоге
Пользователи: Факультет физики, любые подразделения НИУ ВШЭ.
Ключевые особенности
Рис. 1. Пример визуализации расчёта с использованием OpenMX – изосерфисы, визуализированные в XCrySDen:
(a) общая электронная плотность молекулы C₆₀,
(b) HOMO молекулы глицина,
(c) спиновая плотность молекулярного магнита Mn₁₂O₁₂(CH₃COO)₁₆(H₂O)₄.
- Метод DFT (плотностного функционала) — основной подход для моделирования электронной структуры.
- Базис LCPAO — линейная комбинация псевдоатомных орбиталей, оптимизированная для быстрого и точного расчёта.
- Геометрическая оптимизация — определение стабильных конфигураций молекул и кристаллов.
- Ab initio молекулярная динамика (AIMD) — моделирование движения атомов на основе первых принципов.
- Расчёт плотности состояний (DOS) и зонной структуры — анализ электронных уровней и проводимости.
- Магнитные и спиновые свойства — поддержка расчётов со спином и спин-орбитальным взаимодействием.
- Работа с периодическими и непериодическими структурами — молекулы, наноленты, нанотрубки, поверхности и кристаллы.
- Параллельные вычисления (MPI) — высокая производительность на кластерах и суперкомпьютерах.
-
Поддержка разных функционалов обмена-корреляции (LDA, GGA и др.).
-
Возможность задания неполных зарядов и управления зарядовым состоянием системы.
-
Встроенные инструменты для анализа зарядового распределения и орбиталей.
-
Простая настройка входных файлов и скриптов.
-
Открытый исходный код, активное сообщество и документация.
Выполнение расчетов на суперкомпьютере
Для выполнения расчёта на суперкомпьютере необходимо подготовить скрипт-файл для очереди задач с запросом требуемых ресурсов (см. общую инструкцию по запуску задач на суперкомпьютере).
Пример запуска на CPU
В качестве примера, выполним моделирование для тестовых данных, расположенных в .
Для удобства, предварительно создадим тестовую директорию, перейдем в неё и скопируем файл с тестовыми данными:
cd ~
mkdir openmx_test
cd openmx_test
cp /opt/software/openmx/v3.9patched/example.dat .
Для постановки задачи в очередь сформируем sbatch-скрипт openmx.sbatch
#!/bin/bash
#SBATCH --job-name=openmx # Название задачи
#SBATCH --time=01:00:00 # Максимальное время выполнения (1 час)
#SBATCH --error=openmx-%j.err # Файл для вывода ошибок
#SBATCH --output=openmx-%j.log # Файл для вывода результатов
#SBATCH --ntasks 8 # Количество MPI процессов = ядер CPU.
#SBATCH --mail-user=ваша_почта # Укажите ваш email для отправки уведомлений
#SBATCH --mail-type=END,FAIL # События, требующие уведомления
# Деактивация окружения
source deactivate
# Очистка модулей
module purge
# Загрузка модуля OpenMX
module load openmx
# Команда запуска
mpirun -np $SLURM_NTASKS openmx example.dat
# Рекомендуемая пропорция ресурсов на cHARISMa:
# - запуск на узлах типов D, A, B на 8-24 ядрах CPU
# GPU данной программой не поддерживается.
# Отслеживайте загрузку CPU через: https://lk.hpc.hse.ru
Для постановки задачи в очередь необходимо выполнить команду sbatch openmx.sbatch. Посмотреть состояние своих задач можно с помощью команды mj. Результат выполнения скрипта будет сохранён в файл openmx-00000.log (где 00000 – номер задачи в очереди). Сообщения, выводимые в процессе работы OpenMX, будут записаны в файл openmx-00000.err (где 00000 – номер задачи в очереди).Дополнительная информация
- Документация OpenMX
- Инструкция по работе с системой мониторинга эффективности HPC TaskMaster
Нашли опечатку?
Выделите её, нажмите Ctrl+Enter и отправьте нам уведомление. Спасибо за участие!
Сервис предназначен только для отправки сообщений об орфографических и пунктуационных ошибках.