gaussian-cp2k-lammps-reaxff 專題
關于舉辦“CP2K從頭算分子動力學、Gaussian量子化學、LAMMPS分子動力學、ReaxFF反應力場”系列專題培訓的通知
https://mp.weixin.qq.com/s/FqCX-NJGbX5-fpZ7royMJA
一、 培訓背景：
CP2K是一款較為強大的AIMD計算程序，免費開源，可高效并行。由于CP2K在做DFT時可以速度非常快地計算成千上萬個原子的體系，因此在大規模模擬體系中經常被一些學者用到。比如計算原子數達到一千原子，計算時間可達到納秒級別，這是非常誘人的！！從CP2K官網可以看到，一些學者已經用它在一些高大上的期刊上發表了研究成果。
Gaussian是做半經驗計算和從頭計算使用最廣泛的量子化學軟件，可研究諸如分子軌道，結構優化，過渡態搜索，熱力學性質，偶極矩和多極矩，電子密度和電勢，極化率和超極化率，紅外和拉曼光譜，NMR，垂直電離能和電子親合能，化學反應機理，勢能曲面和激發能 QM/MM計算等化學領域的許多課題。應用非常廣泛，而且易于上手。
ReaxFF是新一代的分子力場，ReaxFF MD模擬方法已應用于復雜反應過程如熱解、氧化、催化反應等反應機理的研究從而備受關注。這類過程不僅化學反應復雜、且伴隨物理過程的變化，其模擬結果分析也具有挑戰性。目前在材料科學中有著極大的應用前景，幫助設計和開發新材料。
LAMMPS是一款經典的分子動力學軟件，免費開源，可以模擬液態、固態或氣態的粒子的系綜。也可以采用不同的力場和邊界條件來模擬全原子，聚合物，生物，固態（金屬、陶瓷，氧化物），粒狀和粗料化體系。LAMMPS可以計算的體系小至幾個粒子，大到上百萬甚至是上億個粒子。同時lammps代碼可以修改和擴展，可以方便的為之擴展上新特征和功能來匹配課題的個性化需求。
應新老客戶的培訓學習需求，特舉辦“CP2K從頭算分子動力學模擬、Gaussian量子化學計算、LAMMPS分子動力學模擬、ReaxFF反應力場開發”系列專題培訓課程，本次培訓的主辦方為北京軟研國際信息技術研究院，承辦方為互動派（北京）教育科技有限公司，具體通知如下：
二、培訓特色：
本次計算課程專門為化學、材料科學領域量身打造，共分為四個專題，采用全方位的課程體系設計，在線直播教學，課后提供無限次回放視頻，發送全部案例資料，建立永不解散的課程群，在班級群內可以和相同領域內的老師同學長期互動交流問題，讓學習不再是一個人的孤獨求索。
三、培訓目錄：
專題一：CP2K從頭算分子動力學模擬與應用 內容詳情
2023年04月08日-04月09日 在線直播（授課兩天）
2023年04月15日-04月16日 在線直播（授課兩天）
專題二：Gaussian量子化學計算技術與應用 內容詳情
2023年03月25日-03月26日 在線直播（授課兩天）
2023年04月01日-04月02日 在線直播（授課兩天）
專題三：LAMMPS分子動力學模擬技術與應用 內容詳情
2023年04月01日-04月02日 在線直播（授課兩天）
2023年04月08日-04月10日 在線直播（授課三天）
專題四：ReaxFF反應力場計算開發與應用 內容詳情
2023年04月15日-04月16日 在線直播（授課兩天）
2023年04月22日-04月23日 在線直播（授課兩天）
四、培訓課表：
專題一：“CP2K從頭算分子動力學模擬技術與應用”培訓大綱
課 程 |
內 容 |
贈送預習視頻內容 基礎理論知識 |
高斯平面波混合方法(GAPW) 從頭算分子動力學模擬原理（AIMD） cp2k在ubuntu系統的安裝 |
第一天 上午 |
1. CP2K基礎知識 1.1. Inp文件結構格式 1.2. Inp文件基本語法結合實例，講解inp文件常用命令 1.3. 基組和贗勢 1.4. CP2K重要關鍵詞詳解 |
第一天 下午 |
2. CP2K程序實際計算過程 2.1. CP2K 基組贗勢的選擇和設定 2.2. CP2K優化方法：單點能的計算 2.3. 晶胞優化 2.4. 幾何結構優化 2.5. 吸附分子體系的優化 2.6. 靜態頻率計算 2.7. VMD、VESTA可視化 案例分析：不同體系的結構優化（氣液固） |
第二天 上午 |
3. CP2K程序計算過渡態 3.1. 過渡態計算、過渡態判據 3.2. 尋找過渡態方法，傳統 PEB 方法 3.3. CI-NEB方法計算過渡態
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第二天 下午 |
4. CP2K程序計算態密度和能帶 4.1. 4.2. 單原子催化劑，表面離子缺陷態，表面態，d帶中心，催化吸附的軌道相互作用模型 4.3. CP2K的DOS后處理和pDOS計算分析
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第三天 上午 |
5. 5.1. AIMD輸入文件 5.2. 軌跡圖的制作 5.3. 結構數據的后處理分析 5.4. 徑向分布函數RDF 案例分析：液態水的AIMD模擬
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第三天 下午 |
6. 6.1. 自由能勢能面基礎知識 6.2. Potential of mean force 6.3. Slow-growth 6.4. Metadynamics方法 6.5. 計算自由能勢能面 案例分析：Au20/TiO2(110)AIMD模擬 |
第四天 上午 |
7. 7.1. CP2K計算電荷密度 7.2. 自旋密度 7.3. HOMO/LUMO分子軌道 7.4. 電荷密度差分 7.5. 平面平均的電荷密度 7.6. Bader 電荷 案例分析：QM/MM模擬KCl表面 |
第四天 下午 |
8. 復現文獻案例以及如何進行分析 8.1. 文獻案例分析： 2d -硼片作為鋰離子電池負極材料的可能應用:DFT和AIMD研究 8.2. 復雜體系的建模 8.3.
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專題二 ：“Gaussian量子化學計算技術與應用”培訓大綱
課 程 |
內 容 |
理論計算化學理論及程序入門操作 |
1、理論計算化學簡介 1.1 理論計算化學概述 1.2 HF理論及后HF方法(高精度量化方法) 1.3 密度泛函理論和方法 1.4 多種理論計算方法的優缺點及初步選擇 1.5 基組及基組的選擇 2、Gaussian及GaussView操作基礎及應用 2.1 Gaussian及GV安裝及設置（Win和Linux） 2.2 Gaussian基礎知識及入門操作 2.3 GaussView使用及結構構建 2.4 Linux基本命令及Vi編輯器 2.5 構建Gaussian輸入文件并提交任務 2.6 詳細認識輸入文件和輸出文件（Win和Linux） |
Gaussian基礎操作及實際計算過程 |
3、Gaussian基礎操作Ⅰ： 3.1 幾何優化及穩定性初判 3.2 單點能的計算及取值 3.3 頻率計算及分析 3.4 溶劑模型 4、Gaussian基礎操作Ⅱ： 4.1 分子軌道、軌道能級 4.2 HOMO-LUMO 圖輸出 4.3 布居數分析、偶極矩等 4.4 電子密度 4.5 靜電勢計算及繪制（ESP） |
Gaussian進階操作及實際計算過程 |
5、Gaussian進階操作I：——勢能面相關 5.1 勢能面掃描 5.2 過渡態搜索（TS和QTS） 5.3 反應路徑IRC等 5.4 反應能壘 5.5 反應熱力學數據獲得：熵，焓，內能，零點能，吉布斯自由能的計算 6、Gaussian進階操作II：——各類光譜計算及繪制 6.1 紫外光譜（吸收和熒光發射） 6.2 紅外光譜 6.3 拉曼光譜 6.4 NMR計算 6.5 垂直電離能及垂直電子親和能 7、Gaussian進階操作III：——激發態專題 7.1 垂直激發能與絕熱激發能 7.2 振子強度、 7.3 激發態勢能面 7.4 激發態計算方法討論 8、Gaussian進階操作IV：——高精度和多尺度計算方法 8.1 CASSCF方法及使用 8.2 ONIOM方法及使用 8.3 溶劑模型、背景電荷與ONIOM方法的比較 |
Gaussian計算專題與實踐應用（模擬文獻）
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9、Gaussian計算專題I——Gaussian常見報錯及處理方法 9.1 如何查看報錯及常見報錯 9.2 SCF不收斂 9.3 幾何優化不收斂（勢能面掃描不收斂） 9.4 消除虛頻等 10、Gaussian計算專題II——流行密度泛函特點及選擇 10.1 B3LYP的優缺點 10.2 PBE，CAM-B3LYP、wB97XD、M06-2X等特點及選擇 11、Gaussian計算專題III——聚集誘導熒光（AIE）和激發態分子內質子轉移（ESIPT） 11.1 晶體結構及分子建模 11.2 QM/MM與ONIOM計算 11.3 重整化能，圓錐交叉及質子轉移 (文獻：Dyes and Pigments Volume 204, August 2022, 110396 ) 12、Gaussian計算專題IV——熱激活延遲熒光(TADF) 12.1 看懂分子內能量轉移Jablonski圖 12.2 TADF與各類激發能 12.3 輻射速率、非輻射速率、（反）系間穿越等 12.4 評估熒光效率（文獻：ACS Materials Lett. 2022, 4, 3, 487–496 ） |
專題三：“LAMMPS分子動力學模擬技術與應用”培訓班大綱（第二十一期）
課 程 |
內 容 |
第一天 上午 LAMMPS基礎入門
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1 LAMMPS的基礎入門——初識LAMMPS是什么？能干什么？怎么用？ 1.1 LAMMPS在win10和ubuntu系統的安裝及使用 1.2 in文件結構格式 1.3 in文件基本語法：結合實例，講解in文件常用命令 1.4 data文件格式 1.5 LAMMPS常見錯誤解決途徑 : 實例操作：運行并理解跟自己科研方向相近的例子。 |
第一天 下午 LAMMPS進階 （石墨烯、金屬材料模擬專題） |
2 LAMMPS進階實例操作，理解模擬對象的物理意義——從簡單例子走向文獻模型，舉一反三提高學習效率 : 實例操作： 2.1 把剪切模型轉換成拉伸模型 2.2 lattice命令石墨烯、金屬、合金、高熵合金不同形狀模型 2.3 石墨烯(不同力場)、金屬、合金、高熵合金等拉伸剪切力學性質模擬 |
第二天 上午 LAMMPS進階 （納米流體模擬專題） |
3 LAMMPS進階實例操作，理解模擬對象的物理意義——從簡單例子走向文獻模型，舉一反三提高學習效率 : 實例操作： 3.1 把二維couette和poiseuille流動擴展成三維模型 3.2 建立三維管道內的poiseuille流動 3.3 進行石墨烯通道內的Couette流動和Poiseuille流動模擬 3.4 調節通道表面電荷性質、親疏水性質，分析其對流動性質的影響 3.5 學習使用packmol，建立復雜混合溶液體系模型 3.6 模擬KCl等鹽溶液的納米流體流動 |
第二天 下午 LAMMPS進階 （熱傳導模擬專題） |
4 LAMMPS進階實例操作，理解模擬對象的物理意義——從簡單例子走向文獻模型，舉一反三提高學習效率 實例操作： 4.1 理解導熱系數意義 4.2 掌握lammps計算導熱系數的幾種方法 4.3 碳納米管等導熱系數的模擬計算 |
第三天 上午 LAMMPS進階 （多成分體系模擬專題） |
5 LAMMPS進階實例操作，理解模擬對象的物理意義——從簡單例子走向文獻模型，舉一反三提高學習效率 : 實例操作： 5.1 金屬、合金、高熵合金的摩擦模擬 5.2 材料切削模擬 5.3 夾層結構(graphene/C60/graphene)在不同粗糙度條件下的摩擦模擬 |
第三天 下午 LAMMPS進階 （金屬、半導體材料的輻照模擬） |
6 離子輻照對石墨烯、金屬、碳化硅的離位損傷模擬 6.1 建立模擬體系的初始模型 6.2 PKA動能、位移隨時間變化 6.3 點缺陷結構可視化 6.4 點缺陷的數量隨時間變化 6.5 點缺陷的空間分布及演化過程 |
備選內容，根據課堂進度和學員情況 |
VMD、OVITO、msi2lmp等有機小分子建模，模型合并及模擬軌跡文件處理等 |
第四天 上午 LAMMPS高級 （自建分子力場參數文件和金屬有機框架材料晶體模型） |
7 LAMMPS分子力場文件創建及MOFs材料建模 7.1 介紹固體材料單晶包試驗數據結構，掌握基本的材料幾何特征 7.2 利用MS軟件構建MOFs材料單晶包模型和H2和CO2分子模型 7.3 講解分子作用勢能函數，學習編寫MS軟件中的力場參數文件（off文件） 7.4 簡單介紹巨正則系綜Monte Carlo方法 7.5 利用Sorption模塊將H2和CO2分子插入到MOFs材料 7.6 編寫LAMMPS力場文件（frc文件），并通過lammps程序生成data文件 7.7 運行能量最小化及體系的預松弛 7.8 模擬步驟：包括能量最小化NVT平衡，對研究目標的性質進行長時間軌跡平衡-輸出研究所關心的性質。 : 實例操作：金屬有機框架（MOFs）儲氫和碳捕集模擬，計算密度分布，分子的MSD等性質。 |
第四天 下午 LAMMPS高級 （分子篩納米膜分離H2/CO2混合氣體模擬） |
8 研究H2/CO2在ZIF-7膜材料中分離性能——模擬文獻Science 346 (6215), 1356-1359的分離過程
8.2 設計H2/CO2與ZIF-7體系模型 8.3 自定義分子力場文件（frc文件），通過lammps程序生成data文件 8.4 運行能量最小化及體系的預松弛 8.5 模擬步驟：包括能量最小化NVT平衡，對研究目標的性質進行長時間軌跡平衡-輸出研究所關心的性質。 實例操作：VMD中查看可視化的動態軌跡，計算密度分布，分子的MSD等，抽取軌跡的動能、勢能、總能量等相關數據，對軌跡進行初步分析。 |
第五天上午 LAMMPS高級 （ReaxFF碳氫化合物的燃燒） |
9 利用ReaxFF模塊研究碳氫化合物的燃燒 9.1 ReaxFF反應力場概述 9.2 碳氫化合物和氧氣分子體系的構建 9.3 能量最小化及常溫弛豫 9.4 升溫模擬 9.5 高溫下氧化過程的模擬 9.6 軌跡分析及產物物種分析與可視化 實例操作：碳氫化合物燃燒中升溫模擬和高溫下氧化過程模擬 |
第五天下午 LAMMPS高級 （ReaxFF化學機械拋光） |
10 利用ReaxFF模塊研究化學機械拋光 10.1 利用 LAMMPS進行復雜體系的建模 10.2 能量最小化及預弛豫 10.3 施壓過程模擬 10.4 拉伸過程模擬 10.5 采用 OVITO查看動態軌跡以及數據分析等 實例操作：化學機械拋光施壓過程模擬和拉伸過程模擬 |
專題四：“ReaxFF反應力場計算開發技術與應用”培訓大綱
課 程 |
內 容 |
第一天 上午 ReaxFF基礎理論 |
1. ReaxFF反應力場概述 1.1. ReaxFF反應力場的發展歷程和基礎 1.2. ReaxFF反應力場參數分枝與詳解 1.3. ReaxFF反應力場的應用領域 |
第一天 下午 ReaxFF基礎入門 |
2. ReaxFF反應力場基礎入門 2.1. 所需輸入重要文件詳解包括 control, geo, ffield等文件 2.2. 結合實例，講解輸入文件命令行，輸出文件 2.3. ReaxFF反應力場簡單實例操作及結果查看 2.4. ReaxFF反應力場運行軟件安裝和配置(standalone ReaxFF,LAMMPS) 2.5. ReaxFF 反應力場的選取和準備
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第二天 上午 ReaxFF計算軟件 |
3. 分子建模，可視與計算軟件 3.1. 建模軟件gview, material studio 3.2. 可視軟件molden, VMD, OVITO 3.3. ReaxFF計算軟件 standalone ReaxFF, LAMMPS 3.4. ReaxFF 特殊功能介紹：改變溫度體積，產生特定比例混合物，設置電荷，限制優化和掃描，添加刪除分子，結果查看和分析等 |
第二天 下午 ReaxFF計算軟件 |
4. Lammps實例操作 4.1. LAMMPS運行設置和后處理程序軟件ChemTraYzer等的安裝和配置 4.2. Lammps燃燒過程簡單例子（模擬和分析） 4.3. LAMMPS高級算例：模擬化學摩擦過程（CMP）：建模，loading和shearing過程模擬，結果分析等
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第三天 上午 ReaxFF進階實例
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5. : 實例操作：溶液中的質子轉移(JPCB,JPCL文獻) 5.1. 建立初始模型：重點注意事項(minimization->nvt->compress->npt->nvt) 5.2. 輸入文件設置, 開啟輸出unfolded坐標文件 5.3. 模擬步驟：能量最小化，壓縮，系綜平衡等 5.4. VMD查看結果分析：msd，擴散系數，rdf，sdf, 質子追蹤等 |
第三天 下午 ReaxFF進階實例
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: 5.5. 建模與輸入文件，表面選取與準備 5.6. 熱分解法生長石墨烯，刪除表面硅 5.7. cvd法生長石墨烯，添加乙炔分子 5.8. 可視評估石墨烯質量 （模擬結果統計與可視化） |
第四天 上午 ReaxFF高級實例 |
6. 量子化學軟件CP2K入門 6.1. CP2K基本功能介紹 6.2. CP2K的下載和安裝 6.3. CP2K的結構文件的建模 6.4. CP2K輸入文件講解和建立 6.5. CP2K輸出文件介紹和可視化轉化
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第四天 下午 ReaxFF高級實例 |
7. CP2K結構優化、過渡態搜索和力場開發實例 7.1. CP2K研究有機分子在固體表面的吸附 7.2. CP2K過渡態計算以及結構和能量提取 7.3. ReaxFF反應力場開發所需文件詳解 7.4. 提取CP2K計算結果實現ReaxFF訓練集的構建 7.5. ReaxFF力場驗證
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交流互動環節 |
針對學員的問題一一作答 |
五、報名費用：（含報名費、培訓費、資料費）
專題一CP2K從頭算分子動力學模擬技術與應用：￥3700元/人
專題二Gaussian量子化學計算技術與應用：￥3700元/人
專題三LAMMPS分子動力學模擬技術與應用：￥4300 元/人
專題四ReaxFF反應力場計算、開發技術與應用：￥4500 元/人
如需開具會議費的單位請聯系招生老師要會議邀請函；
六、增值服務：
1、凡報名學員將獲得本次所學專題培訓書本（或電子）課件及隨堂全部案例電子資料
2、LAMMPS專題、CP2K專題課程提前發送軟件安裝及理論部分教學預習視頻
3、培訓結束可獲得所學專題課程全部無限次回放視頻
4、價格優惠：
優惠一：本次任一專題2023年3月10日前報名匯款可享受200元優惠；
優惠二：同一人報名兩個及以上專題課程可享受額外優惠（具體請咨詢招生聯系人）
優惠三：老客戶推薦的學員可享受額外優惠（具體請咨詢招生聯系人）
5、學員提出的各自遇到的問題在課程結束后可以長期得到老師的解答與指導；
6、參加培訓并通過考試的學員，可以獲得：北京軟研國際信息技術研究院培訓中心頒發的專業技能結業證書；
七、聯系方式：
官方聯系人: 科宇老師 電話/微信：13520456594
報名QQ: 1446084643
官方網址：http://srit.ac.cn 官方座機：010-56245524
【注】1、開課前一周會務組統一通知；開課前一天會將直播鏈接及上機賬號發至您郵箱或微信。如未收到請及時電話咨詢！
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