CRYSTAL09

Beschreibung

CRYSTAL09 ist ein Mehrzweckprogramm zur Untersuchung kristalliner Festkörper. Mit ihm kann die elektronische Struktur periodischer Systeme mittels Hartree-Fock-, Dichtefunktional- und verschiedener hybrider Näherungen berechnet werden

Das Programm ist geeignet zur Durchführung von Untersuchungen von physikalischen und chemischen Eigenschaften von Molekülen, Polymeren, Oberflächen und kristallinen Festkörpern:

• Strukturelle Merkmale
• Vibronische Eigenschaften
  • Informationen hierzu
  • animierte Beispiele von Schwingungsmoden
• Elektronische Struktur
• Magnetische Eigenschaften
• Dielektrische Eigenschaften
• Elastische Eigenschaften

Verfügbar auf:

• RRZN-Clustersystem
• Hochleistungsrechner Nord (HLRN)

Ansprechpartner

Dr Paul Cochrane, Dr Andreas Gerdes

Inhaltsverzeichnis

• Allgemeines
• Funktionalität
• Installation auf den RRZN-Computeservern
• Benutzung von CRYSTAL09 auf dem RRZN-Clustersystem
  
• Dokumentation und Beispiele

Das RRZN gewährt Nutzern den Zugang zu CRYSTAL09, sofern diese sich bei der CRYSTAL-Gruppe registriert haben und dies gegenüber dem RRZN belegen. Zur Verifikation unterrichtet das RRZN die CRYSTAL-Gruppe über neue Nutzer. Der Zugang wird durch die Aufnahme des Nutzers in die UNIX-Gruppe crystal09 gewährleistet.

Gemäß der Lizenzvereinbarung ist bei Publikationen von Resultaten, die unter der Verwendung von CRYSTAL09 erzielt wurden, stets die entsprechende Referenz anzugeben:

• R. Dovesi, R. Orlando, B. Civalleri, R. Roetti, V. R. Saunders, and C. M. Zicovich-Wilson, Z. Kristallogr. 220, 571 (2005).

Um sich auf spezifische Optionen und technische Details der CRYSTAL09 Implementierung zu beziehen, ist folgende Referenz anzugeben:

• R. Dovesi, V. R. Saunders, R. Roetti, R. Orlando, C. M. Zicovich-Wilson, F. Pascale, B. Civalleri, K. Doll, N. M. Harrison, I. J. Bush, P. D’Arco, and M. Llunell, CRYSTAL09 (CRYSTAL09 User's Manual. University of  Torino, Torino, 2009).

Referenzen zu weiteren in CRYSTAL09 implementierten Algorithmen sind in der Sektion Theoretical background zu finden.

Eine detaillierte Liste der Funktionen von CRYSTAL09 finden Sie online.

CRYSTAL09 ist sowohl als serielles als auch als MPI-paralleles Program verfügbar. Im seriellen Fall geschieht der Aufruf mit crystal, im parallelen Fall durch Pcrystal. Neben der über den Befehl module avail als Vorgabeversion ersichtlich installierten Programmvariante können auch weitere zur Verfügung stehen, die sich in der verwendeten MPI-Implementierung oder z.B. verlinkten mathematischen Bibliotheken unterscheiden.

Um CRYSTAL09 im Batchbetrieb zu verwenden, wird der Programmaufruf in ein geeignetes Jobskript eingebunden. Das folgende Beispiel fordert vom Batchsystem 4 Knoten mit jeweils 8 Prozessesen pro Knoten für eine maximale Laufzeit von 2h an. Durch das Laden von Modulen werden die erforderlichen Umgebungsvariablen gesetzt sowie die Pfade zu MPI- und weiteren Bibliotheken gesetzt.

Der Job kann vom Rechner orac submittiert werden. Als Arbeitsverzeichnis steht das über die Umgebungsvariable $BIGWORK zu erreichende nutzerspezifische Verzeichnis zur Verfügung. Nur dort ist eine hinreichend große Performance gegeben.

#!/bin/bash -login
#PBS -m ae
#PBS -M <meine@mail.adresse.de>
#PBS -j oe

#PBS -N jobname

#PBS -l nodes=4:ppn=8

#PBS -l walltime=02:00:00

# ins aktuelle Verzeichnis wechseln

cd $PBS_O_WORKDIR

# Module laden

module load crystal/09

# Inputdaten und Ziel des Outputs wählen

INPUT=$HOME/crystal09_in

OUTPUT=$BIGWORK/crystal09_out

# Parallelen CRYSTAL09 Job starten

mpirun -np 32 Pcrystal< $INPUT > $OUTPUT 2>&1

 
# Module entladen

module unload crystal/09

Die Dokumentation zu CRYSTAL enthält einen Link zum Handbuch. Außerdem gibt es eine Seite mit Hinweisen zu Tutorials rund um CRYSTAL09 und eine Bibliothek von Basisfunktionen.