VASP的简介与相关学习资料

VASP(Vienna Ab initio Simulation Package)是基于第一性原理对原子尺度的材料进行模拟计算的软件。比如可以进行原子尺度材料的电子结构计算、分子动力学过程的模拟分析等。

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官方网站提供了软件学习的examples与tutorials:
Examples：https://www.vasp.at/wiki/index.php/Category:Examples

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Tutorials：https://www.vasp.at/wiki/index.php/Category:Tutorials
(从原子、分子到块体结构，再到表面结构)

安装前的准备工作及说明

【安装所处的环境】：linux环境；Ubuntu系统，版本为20.04.6 LTS
【安装包的准备】：（这部分的文件需要自己去找）

• intel编译器的安装包及Licenses文件，本文选择的版本是：Intel® Parallel Studio XE 2020 Cluster Edition
• VASP的安装包，本文选择的版本为：vasp.5.4.4.tar.gz

安装过程

intel编译器的安装

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已知VASP的编译需要很多编译器，包括：

• Compilers for Fortran (at least F2008 compliant), C, and C++.
• Numerical libraries: FFTW, BLAS, LAPACK, and ScaLAPACK.
• An implementation of the Message Passing Interface (MPI).

因此我们可以去找已经把以上编译器和相关库组合好的软件，安装软件即可，这就是为什么安装Intel® Parallel Studio XE 2020的原因。

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【安装过程】

1. 解压Intel® Parallel Studio XE 2020的安装包，tar -xzf 安装包名称
2. 本文选择纯文本环境下安装，因此进入解压后的文件夹，cd 解压后的安装包名称
3. 进入文件夹后，执行./install.sh，启动安装程序，界面如下：
   
4. 回车，输入空格到达底部，输入：accept，然后回车
   
5. 同意软件收集系统的信息，输入：1，然后回车
   
6. 安装过程识别了系统信息后，弹出以下界面，输入：1，然后回车
   
7. 软件权限选择识别license file，因此先输入：2，然后回车
   
8. 选择离线选择license file，输入：1，然后回车，然后输入你的license file所在路径(这里要自己去找这个软件的Licenses文件夹，路径就是这个文件夹所在的路径)，回车
   
9. 识别license成功后，弹出计划安装的配置选择，输入：1，然后回车；进入安装的组件选择，我们这里要选择自定义安装，只选择安装VASP编译所需要的组件，因此输入：2，然后回车
   
10. 取消勾选“IA-32”，保留“Intel® 64”的选择，因此输入：1，然后回车；继续回车，进入下一步的选择
    
    
11. 进入具体组件的选择(Change components to install)，因此输入：3，然后回车；
    
12. 分别进入2-16的选项，仅保留以下组件的安装：

• Intel C++ Compiler 19.1 Update 3

• Intel Fortran Compiler 19.1 Update 3

• Intel Math Kernel Library 2020 Update 4 for C/C++下的Intel MKL core libraries for C/C++和Cluster support for C/C++
  

• Intel Math Kernel Library 2020 Update 4 for Fortran下的Intel MKL core libraries for Fortran、Cluster support for Fortran和Fortran 95 interfaces for BLAS and LAPACK
  

• Intel Threading Building Blocks 2020 Update 3

• Intel MPI Library 2019 Update 9下的Intel MPI Library for applications running on Intel® 64 Architecture
  

13. 其他组件均不选择，最后的选择结果显示见下，选择结束后，进入回车然后进入下一步的安装
    
    
14. 提示缺少32-bit libraries，选择跳过(Skip prerequisites)，继续下一步，开始安装以上选择的组件，需要一点时间。出现以下界面即为安装成功。
    
    
15. 下面配置Intel® Parallel Studio XE 2020的运行环境，找到安装该软件所在路径下的psxevars.sh，一般在intel文件夹下（如，我的路径是：/home/intel/parallel_studio_xe_2020/psxevars.sh）。接着将代码（source /home/intel/parallel_studio_xe_2020/psxevars.sh）加入到bashrc文件末尾。具体步骤为，先回到主目录下：cd ~,进入bashrc文件，vim .bashrc，输入i进入编辑模式，将代码source /home/intel/parallel_studio_xe_2020/psxevars.sh复制在文件最后，输入Esc进入取消编辑状态，然后按住shift，输入：wq，保存编辑并退出。回到命令行窗口，输入source .bashrc，显示以下界面即可配置环境成功。
    
16. 使用cd进入/home/intel/compilers_and_libraries_2020.4.304/linux/mkl/interfaces/fftw3xf所在目录，然后在命令行执行make libintel64命令，运行后当前目录下会产生libfftw3xf_intel.a库文件。界面提示见下图。
    
17. 将以上步骤严格执行后，便完成了intel编译器的安装！

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VASP的编译

【安装步骤】

1. 解压vasp.5.4.4.tar.gz安装包：tar -xzf vasp.5.4.4.tar.gz

2. 进入解压后的文件夹：cd vasp.5.4.4

3. 继续进入该目录下的arch文件夹：cd arch

4. 复制该目录下的makefile.include.linux_intel文件到上一级目录，并改名为makefile.include
   

5. 使用vim打开文件makefile.include：vim makefile.include

6. 找到OFLAG参数，在其后面添加-xhost，保存并退出(vim的编辑与保存操作参考步骤15)
   

7. 在此目录下，命令行窗口输入命令make all开始进行VASP的编译。
   
   

8. 编译成功后，回到home目录cd ~，进入.bashrc文件vim .bashrc，将路径代码（export PATH=$PATH:/home/vasp.5.4.4/bin）加入到.bashrc文件末尾，保存编辑并退出(vim的编辑与保存操作参考步骤15)。在命令行执行source .bashrc，便可使用VASP。

VASP的测试

VASP安装成功后，在bin文件夹下产生三个可执行文件(vasp_gam、vasp_ncl、vasp_std)，我们主要使用的是vasp_std。下面将调用vasp_std测试VASP的运行。

1. 从VASP官网的Tutorial中找一个案例，比如我找的是Atoms and Molecules模块中的O atom（https://www.vasp.at/wiki/index.php/O_atom）。
   

2. 下载其输入文件，解压文件夹，并进入该文件夹。在命令行执行mpirun -np 4 vasp_std开始vasp的计算，计算结束后产生一系列文件。
   

3. 检查结果文件OUTCAR，计算过程完整且正常输出即说明vasp安装成功。
   

参考来源

本文主要是参考了卢天老师的博文：VASP最简单的安装方法（含全程视频演示）。在老师的指导下将过程详细记录，方便以后查阅。