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示例 01：VASP 编译配置、作业脚本与安装验证（Si）

配套教程：第1章 环境准备、VASP 编译安装（CPU/GPU）与作业提交

目的

  1. 给出编译 VASP 6.6.x 时需要对官方模板做的改动清单（不包含官方 makefile.include 原文）；
  2. 给出 VTST 补丁的操作步骤与只读检查脚本；
  3. 提供 Slurm（CPU/GPU）与 PBS 作业脚本模板；
  4. 用 2 原子金刚石 Si 快速验证安装：并行一致性、vasp_gam 与 vasp_ncl 的一致性。

文件说明

文件 说明
makefile.include.oneapi.changes 基于 arch/makefile.include.oneapi（ifx + MKL + Intel MPI）的改动清单与 HDF5/可选库追加片段
makefile.include.nvhpc_acc.changes 基于 NVHPC OpenACC GPU 模板的改动清单（GPU 架构、CUDA 版本、QD、FFTW/MKL、HDF5）
vtst_patch_steps.md VTST 补丁逐步操作清单（复制文件、改 .objects、main.F、src/makefile）
check_vtst_patch.sh 只读检查脚本：确认 VTST 的 4 处修改都已完成
job_cpu.slurm Slurm 单节点纯 MPI 作业模板
job_gpu.slurm Slurm NVIDIA GPU 作业模板（1 rank/GPU + OpenMP）
job_pbs.sh PBS/Torque 作业模板（附 PBS Pro 写法）
test_Si/INCAR Si 单点能（PREC=Accurate、ENCUT=320、ISMEAR=0）
test_Si/INCAR_ncl 同上，加 LNONCOLLINEAR = .TRUE.、MAGMOM = 6*0，用于 vasp_ncl 测试
test_Si/POSCAR 金刚石 Si 原胞，a = 5.43 Å（接近实验值 5.431 Å）
test_Si/KPOINTS Γ 中心 6×6×6
test_Si/KPOINTS_gamma_only 只含 Γ 点，用于 vasp_gam 与 vasp_std 对比

Important

本目录不含 POTCAR（受 VASP 许可证保护）。请用自己的赝势库生成，见下文。

运行步骤

1. 编译（概要）

cd ~/software/vasp.6.6.1
cp arch/makefile.include.oneapi makefile.include
# 按 makefile.include.oneapi.changes 修改并追加 HDF5 等内容
make veryclean && make DEPS=1 -j 16 all

如需 VTST：

bash check_vtst_patch.sh ~/software/vasp.6.6.1     # 全部 PASS 后再编译

2. 准备 Si 算例

cd test_Si
export VASP_PP_PATH=$HOME/vasp/potentials          # 目录下应有 potpaw_PBE/Si/POTCAR
cat $VASP_PP_PATH/potpaw_PBE/Si/POTCAR > POTCAR
grep TITEL POTCAR                                   # 应为 PAW_PBE Si ...

3. 并行一致性测试（vasp_std）

export OMP_NUM_THREADS=1
ulimit -s unlimited
for np in 1 4; do
    mpirun -np $np vasp_std > out.np$np 2>&1
    cp OUTCAR OUTCAR.np$np
    grep "energy(sigma->0)" OUTCAR | tail -1
done

4. vasp_gam 与 vasp_std 一致性测试（只用 Γ 点）

cp KPOINTS KPOINTS.666 && cp KPOINTS_gamma_only KPOINTS
mpirun -np 4 vasp_std > out.std_G 2>&1 && grep "energy(sigma->0)" OUTCAR | tail -1
mpirun -np 4 vasp_gam > out.gam_G 2>&1 && grep "energy(sigma->0)" OUTCAR | tail -1
cp KPOINTS.666 KPOINTS

5. vasp_ncl 一致性测试

cp INCAR INCAR.std && cp INCAR_ncl INCAR
mpirun -np 4 vasp_ncl > out.ncl 2>&1 && grep "energy(sigma->0)" OUTCAR | tail -1
cp INCAR.std INCAR

6. 在集群上提交

cp ../job_cpu.slurm . && sbatch job_cpu.slurm        # Slurm
# 或 cp ../job_pbs.sh . && qsub job_pbs.sh           # PBS

预期结果 / 如何检查

检查项 命令 判断标准
正常结束 grep "General timing and accounting" OUTCAR 有输出
电子步收敛 cat OSZICAR 最后一行有 F=、E0=；电子步数远小于 NELM=100
1 核与 4 核一致 比较 OUTCAR.np1 与 OUTCAR.np4 的 energy(sigma->0) 差值约 \(10^{-5}\) eV 量级或更小
vasp_gam 与 vasp_std（Γ 点） 第 4 步两次输出 应在 \(10^{-4}\) eV 量级内一致
vasp_ncl 与 vasp_std 第 5 步与第 3 步 非磁性体系应在约 1 meV 内一致（经验判断）
能量量级 第 3 步 2 原子 Si 约 −10.8 eV（经验量级，仅供参考）

Note

只有 Γ 点的 Si 原胞在物理上严重欠收敛，第 4 步只用于检验两个程序是否给出相同结果，不要把那里的能量当作 Si 的总能。

注意事项

  • 作业脚本中的分区名、模块名、可执行文件路径都需要按你的集群修改；
  • GPU 脚本要求 INCAR 中设置 KPAR = GPU 数、NSIM = 16–32，每块 GPU 只用 1 个 MPI rank；
  • *.changes 文件只是改动说明，不能直接当作 makefile.include 使用；最终的 makefile.include 含官方模板内容，请保存在私有位置，不要提交到公开仓库；
  • 所有输入文件均为 ASCII、LF 换行。