[發(fā)明專利]一種摻雜式能源材料的高通量計算篩選方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810018412.6
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN108319807B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發(fā)明（設計）人: 賈子熙;孟祥穎;陳彥霖
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G16C20/70
• 分類號: G16C20/70;G16C20/90;G16C20/20;G16C20/30
• 代理公司: 21200 大連理工大學專利中心
• 代理人: 陳玲玉;梅洪玉

1.一種摻雜式能源材料的高通量計算篩選方法，其特征在于，所述的高通量計算篩選方法通過本征材料結構提取模塊、摻雜結構構造模塊、摻雜材料結構優(yōu)化與性質計算模塊、材料數(shù)據(jù)庫導入模塊實現(xiàn)，具體步驟如下：

以下采用B(s:e)表示在位置s摻雜元素e的材料B，B₀表示本征材料結構；

(1)通過本征材料結構提取模塊獲取本征材料的晶體結構信息文件；

與開源結構數(shù)據(jù)庫交互，將待摻雜本征材料的化學計量數(shù)配比作為模塊輸入，在本征材料集合中根據(jù)能量最低原則或所屬空間群等特征篩選出所需本征材料結構B₀，并將其以晶體結構信息文件的形式保存至指定本地位置；

(2)摻雜結構構造模塊處理步驟(1)得到的晶體結構信息文件，得到待摻雜的結構信息文件；

確定晶體結構信息文件中待摻雜的元素位置集合S和待摻雜的元素集合E，其中S＝{s₁,s₂...s_m}，E＝{e₁,e₂...e_n}，m≥1，n≥1，摻雜方式為替換式摻雜，根據(jù)摻雜位置，修改B₀中對應的元素位置信息，將晶體結構信息文件中待摻雜原子位置置空；讀取并修改晶體結構文件，針對不同摻雜位置和不同摻雜元素，利用嵌套循環(huán)遍歷位置集合S和元素集合E，批量生成m*n個摻雜材料結構B(s_a:e_b)，其中a∈(1,m),b∈(1,n)；

(3)通過摻雜材料結構優(yōu)化與性質計算模塊讀取步驟(2)得到的結構信息文件，批量生成工作流并進行高通量計算；

解析結構優(yōu)化步驟的輸出與性質計算步驟的輸入，構建工作流，并將摻雜材料結構B(s_a:e_b)作為工作流的輸入，批量生成并提交工作流，并記錄任務pk值；監(jiān)控程序每隔一定時間檢查當前計算狀態(tài)，并更新pk值-計算狀態(tài)鍵值對；計算狀態(tài)可分為已正常結束、正在運行和非正常中止：

a.若計算正常結束，則利用正則表達式匹配提取當前計算結果，并自動轉入工作流的下一步驟或轉入計算隊列中下一工作流；

b.若計算非正常中止，記錄異常原因并轉入計算隊列中下一工作流；

c.若計算正在運行中，則維持當前狀態(tài)不變；

每次完成檢查，監(jiān)控程序會暫時休眠，經(jīng)過用戶設定時間后再次運行；

(4)采用材料數(shù)據(jù)庫導入模塊將步驟(3)得到的結果存儲到數(shù)據(jù)庫中

與后端Postgresql數(shù)據(jù)庫交互，依次分析計算pk值-計算狀態(tài)鍵值對：若狀態(tài)為正常結束，則利用正則表達式提取計算輸出并保存到后端數(shù)據(jù)庫中；若狀態(tài)為非正常結束，則將計算輸出中的報錯信息記錄到工作日志中用于查詢和修改調整。