自动化获取训练集配置文件

概述

input.yaml 是 phymlp-kit 工具包的核心配置文件，用于定义从材料结构获取、VASP 计算、拟合分析到数据集生成的全流程参数。 用户通过修改此文件来自定义任务流程、计算参数和输出路径。

配置文件采用 YAML 格式，所有参数均为键值对形式，支持嵌套结构。

文件结构概览

api:
  key: "your_api_key"
elements:
  - "W"
paths:
  ...
user_poscar:
  ...
deformation:
  ...
perturbation:
  ...
atom_type_mapping:
  ...
conversion_tasks:
  ...
vasp_setup:
  ...
vasp:
  ...
birch_murnaghan_fitting:
  ...
experimental_pv_fitting:
  ...
extxyz_generation:
  ...

详细参数说明

1. Materials Project API 配置

api:
  key: "pyDazqp7LIcTyIdMuckJiddBS7xKm0oa"

参数说明：

  • key：Materials Project 网站的 API 密钥，用户需替换为自己的有效密钥。

2. 元素配置

elements:
  - "W"

参数说明：

  • elements：体系包含的元素类型列表，例如 ["W"] 表示只包含钨元素。

3. 输出路径配置

paths:
  base_dir: "./materials_project"
  cif_dir: "base/dir_CIF"
  poscar_dir: "base/dir_POSCAR"
  deform_dir: "deform"
  birch_murnaghan_dir: "Birch_Murnaghan_fit"
  extxyz_set_dir: "Extxyz_set"

参数说明：

  • base_dir：基础输出目录，所有子目录的根路径。

  • cif_dir：CIF 文件存放目录。

  • poscar_dir：POSCAR 文件存放目录。

  • deform_dir：形变结构存放目录。

  • birch_murnaghan_dir：Birch-Murnaghan 拟合结果目录。

  • extxyz_set_dir：Extxyz 数据集目录。

4. 用户自定义 POSCAR 配置

user_poscar:
  enabled: true
  source_dir: "./input-poscar"

参数说明：

  • enabled：是否启用用户自定义 POSCAR 结构，默认为 false。

  • source_dir：当启用时，指定存放自定义 POSCAR 文件的目录路径。

5. 形变参数配置

deformation:
  max_atoms: 150
  scaling_factors: [0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2]
  max_supercell: 4

参数说明：

  • max_atoms：最大原子数限制。

  • scaling_factors：晶格缩放系数列表，用于生成拉伸或压缩的结构。

  • max_supercell：最大扩胞倍数。

6. 微扰参数配置

perturbation:
  max_atoms: 150
  max_supercell: 4
  n_structures: 100
  cell_pert_fraction: 0.05
  atom_pert_distance: 0.05
  atom_pert_style: "uniform"

参数说明：

  • max_atoms：最大原子数限制。

  • max_supercell：最大扩胞倍数。

  • n_structures：生成的微扰结构数量。

  • cell_pert_fraction：盒子微扰比例。

  • atom_pert_distance：原子坐标扰动距离（单位：Å）。

  • atom_pert_style：扰动样式，可选 uniform 或 const。

7. 经验势函数结构转换配置

atom_type_mapping:
  1: W
conversion_tasks:
  - input_path: "./fs_potential_md/dump_files"
    output_dir: "./fs_dump_to_poscar_output"
    description: "批量转换目录中的所有dump文件"

参数说明：

  • atom_type_mapping：LAMMPS 中原子类型与元素符号的映射，例如 1: W 表示类型 1 对应钨元素。

  • conversion_tasks：转换任务列表，每个任务包含：

    • input_path：输入路径（可为文件或目录）。

    • output_dir：输出目录。

    • description：任务描述。

8. VASP 计算配置

8.1 VASP 任务设置

vasp_setup:
  input_paths:
    - "./fs_to_poscar_output"
  output_dir: "./vasp_calculations"
  prefix: "calc"

参数说明：

  • input_paths：输入路径列表，支持多个路径。

  • output_dir：VASP 计算结果输出目录。

  • prefix：计算目录名前缀。

8.2 VASP 参数配置

vasp:
  incar_parameters:
    ALGO: "normal"
    EDIFF: 1E-3
    KSPACING: 0.2
    ENCUT: 400
    ISIF: 2
    ISMEAR: 1
    NELM: 400
    NSW: 0
    PREC: "Accurate"
    SIGMA: 0.1
    NCORE: 32
    KPAR: 2
    LREAL: "Auto"
  potcar:
    method: "auto"
    potcar_base_dir: "G:/mlp-train/.../POTCAR/"
    functional: "PBE"
    potcar_variants: {}
  submission:
    slurm_headers:
      - "#SBATCH -N 1"
      - "#SBATCH -n 32"
    modules:
      - "module purge"
      - "module load vasp-6.3.2-intelmpi2017_optcell"
    environment:
      - "export MKL_DEBUG_CPU_TYPE=5"
    vasp_execution:
      - "srun --mpi=pmi2 vasp_std"
    max_batch_size: 10
    check_interval: 60

参数说明：

  • incar_parameters：INCAR 文件参数，用户可根据需要修改。

  • potcar：POTCAR 配置，包括方法、基目录和泛函。

  • submission：作业提交配置，支持自定义 SLURM 头、模块加载、环境变量和 VASP 执行命令。

    • max_batch_size：每批次同时运行的最大任务数。

    • check_interval：检查后台任务状态的间隔时间（秒）。

9. Birch-Murnaghan 拟合配置

birch_murnaghan_fitting:
  source:
    root_dir: "./materials_project/vasp_calculations/deform/"
    search_recursive: true
  results:
    root_dir: "./Birch_Murnaghan_fit"
  data_filter:
    pressure_range: [-100, 100]
    energy_range: [-100, 10]
  fitting:
    initial_guess:
      E0: "auto"
      V0: "auto"
      B0: 100
      B1: 4.0
    optimization:
      max_iterations: 1000
      tolerance: 1e-6
  output:
    save_plot: true
    plot_format: "png"

参数说明：

  • source：数据源目录配置。

  • results：拟合结果目录。

  • data_filter：数据筛选条件，包括压力和能量范围。

  • fitting：拟合参数配置，包括初始猜测和优化设置。

  • output：输出配置，支持保存图像和参数文件。

10. 实验 P-V 数据拟合配置

experimental_pv_fitting:
  DFT_a0: 3.524
  EXP_data_file: "EXP.data"
  output_directory: "./exp_pv_fitting"
  num_fit_points: 1000
  polynomial_degree: 4

参数说明：

  • DFT_a0：DFT 计算的零压晶格常数。

  • EXP_data_file：实验数据文件路径。

  • output_directory：输出目录。

  • num_fit_points：拟合曲线点数。

  • polynomial_degree：多项式拟合阶数。

11. Extxyz 数据集生成配置

extxyz_generation:
  vasp:
    outcar_search_dir: "./vasp_calculations"
    search_recursive: true
    extraction_step: 1
  birch_murnaghan:
    fitting_results_dir: "./Birch_Murnaghan_fit"
    search_recursive: false
    volume_range: "auto"
    n_structures_per_fit: 50
    include_original_points: true
    use_outcar_structures: true
    scaling_factors: [0.8, 1.2]
    pressure_filter:
      enabled: true
      pressure_range: [-100, 100]
  fit_a_P:
    reference_structure: "./init.extxyz"
    fit_a_P_data: "./exp_pv_fitting/fit_a_P.data"
    pressure_range: [0, 100]
    n_structures: 200

参数说明：

  • vasp：从 OUTCAR 提取结构的配置。

  • birch_murnaghan：基于 Birch-Murnaghan 拟合生成结构的配置。

  • fit_a_P：基于实验拟合数据生成结构的配置。

使用示例

以下是一个针对钨体系的配置示例：

api:
  key: "your_own_api_key"
elements:
  - "W"
paths:
  base_dir: "./tungsten_project"
user_poscar:
  enabled: false
deformation:
  scaling_factors: [0.85, 0.95, 1.0, 1.05, 1.15]
vasp_setup:
  input_paths:
    - "./tungsten_structures"
  output_dir: "./tungsten_vasp"

注意事项

  1. 所有路径均可自定义，建议使用绝对路径或相对于当前工作目录的相对路径。

  2. 若启用用户自定义 POSCAR，请确保 source_dir 中存在有效的 POSCAR 文件。

  3. VASP 计算部分需根据实际集群环境调整 SLURM 参数和模块加载命令。

  4. 拟合部分的数据筛选范围可根据实际计算数据范围调整。

  5. 批量转换和生成任务支持多任务并发，可通过 max_batch_size 控制。

相关文档

  • vasp_calculations

  • birch_murnaghan_fitting

  • extxyz_generation