使用Gaussian时的几个实用脚本和命令

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使用Gaussian时的几个实用脚本和命令
Several useful scripts and commands of using Gaussian

文/Sobereva @北京科音

First release: 2014-Nov-5 Last update: 2022-Jun-6


本文提供几个平时Gaussian计算时常用的简单小脚本和命令，对于实际研究很有用处，也希望读者能举一反三。另外也非常建议读者看看《详谈Multiwfn的命令行方式运行和批量运行的方法》（//www.umsyar.com/612），里面对脚本编写有深入浅出的介绍和不少例子，仔细看过后就能轻松理解下文介绍的各种脚本并随意改编。


1 依次执行多个指令

比如要依次执行g09 < 1.gjf > 1.out、g09 < 2.gjf > 2.out、g09 < 3.gjf > 3.out，可以只输入一条命令，每条命令间用分号隔开：
g09 < 1.gjf > 1.out;g09 < 2.gjf > 2.out;g09 < 3.gjf > 3.out

也可以写一个文本文件比如t.sh，里面写上
g09 < 1.gjf > 1.out
g09 < 2.gjf > 2.out
g09 < 3.gjf > 3.out

然后用chmod +x *给它加上可执行权限，再输入./t.sh运行即可（后同）。

如果不让指令依次执行，而是同时执行，把每行命令后面都加上&即可。


2 一次性执行当前目录下所有Gaussian输入文件

把以下内容存到比如runall.sh里，然后执行之即可。会把每个.gjf文件用g09执行，生成同文件名但后缀为.out的输出文件。脚本会提示正在运行哪个文件，运行完之后还会输出用时多少。
#!/bin/bash
icc=0
nfile=`ls ./*.gjf|wc -l`
for inf in *.gjf
do
((icc++))
echo Running ${inf} ... \($icc of $nfile\)
time g09 < ${inf} > ${inf//gjf/out}
echo ${inf} has finished
echo
done

PS：如果是windows环境，需要写DOS批处理脚本，实现方式见《从高斯windows下的批量执行谈DOS批处理文件》（//www.umsyar.com/6）。


3 一次性把当前目录下所有chk文件转换为fchk文件

把以下内容存到比如chk2fch.sh里，然后执行之即可。会依次调用formchk把当前目录下每个chk转换为同文件名的.fchk文件。
#!/bin/bash
for inf in *.chk
do
formchk ${inf}
done


4 一次性执行当前文件夹下所有子目录里的Gaussian输入文件

此脚本会依次进入当前目录下的每个下一级目录，并把其中的.gjf都依次执行，产生的.out文件的文件名和所在位置都和输入文件相同。把以下内容存到比如folder_runall.sh里，然后执行它之即可。
#!/bin/bash
shopt -s nullglob
for i in `ls -F |grep /`
do
cd $i
for inf in *.gjf
do
echo Running ${inf} ...
time g09 < ${inf} > ${inf//gjf/out}
echo ${inf} has finished
echo
done
cd ..
done

上面的脚本只能进入下一级的目录，而再下一级的目录（或者更深的目录）里的.gjf文件，以及当前目录下的.gjf文件都不会执行。如果想把这些.gjf也都执行，应当把以下内容存到比如allfolder_runall.sh里，然后执行它。为清楚起见，每次进入新的目录时屏幕上都会提示。
#!/bin/bash
shopt -s nullglob
for i in `ls -R |grep :|tr : " "`
do
echo
cd $i
echo "****** Entered" $i folder;echo
for inf in *.gjf
do
echo Running ${inf} ...
time g09 < ${inf} > ${inf//gjf/out}
echo ${inf} has finished;echo
done
cd - > /dev/null
done


5 字符替换

下面这个方法可以批量修改计算的级别和任务类型。

例如将当前目录下包括任意级子目录下的.gjf中的M062X替换为B3LYP，执行：sed -i "s/M062X/B3LYP/g" `grep M062X -rl *|grep .gjf`

如果要替换的字符有*、/这样的符号，需要前面加上\避免被sed转义。比如6-31G**需要写成6-31G\*\*，M062X/cc-pVTZ需要写成M062X\/cc-pVTZ。另外，如果有括号或空格出现，那么grep后面应该用双引号括住。
例如把MP2/6-311+G(2d,p)都替换成M062X/6-31G*：sed -i "s/MP2\/6-311+G(2d,p)/M062X\/6-31G\*/g" `grep "MP2/6-311+G(2d,p)" -rl *|grep .gjf`
例如把opt freq都替换成NMR关键词：sed -i "s/opt freq/NMR/g" `grep "opt freq" -rl *|grep .gjf`

如果只想替换当前目录下的.gjf，则把-rl改成-l即可。如果想处理所有文件而不仅限于.gjf，则把|grep .gjf部分删掉即可。


6 批量删除文件

用下面的命令可以删除当前目录和任意级子目录下的所有.out文件
find ./ -name "*.out"|xargs rm -f


7 显示几何优化收敛情况

这个很简单。比如C4H8.out是几何优化输出文件，执行
grep Converged C4H8.out -A4
就会把当前的优化收敛情况输出出来。

如果执行
grep Converged C4H8.out -c
就会输出匹配的次数，也就是相当于显示优化到了第几步了。

也可以执行grep -E "out of|Converged" C4H8.out -A4，这样步数和收敛情况都会输出。


8 做Counterpoise任务时只用一半的BSSE校正能

笔者在《谈谈BSSE校正与Gaussian对它的处理》（//www.umsyar.com/46）专门谈过BSSE校正问题。在J. Chem. Theory Comput., 10, 49 (2014)文中，作者建议对于<= aug-cc-pVTZ档次基组的计算时如果用Counterpoise方式考虑BSSE，应当只用一半BSSE校正能。但是直接用Gaussian的Counterpoise关键词只会产生不考虑和考虑完整的BSSE校正能的情况。如果把以下脚本放到当前目录，而且当前目录里有一批使用了Counterpoise关键词的.log输出文件，程序就会计算出只使用了一半BSSE校正能的结果。

for filename in `ls -v *.log`
do
echo $filename":"
Edimer=`grep "Counterpoise corrected energy =" $filename | awk -F = '{print $2}'`
EBSSE=`grep "BSSE energy =" $filename | awk -F = '{print $2}'`
Esum=`grep "sum of fragments =" $filename | awk -F = '{print $2}'`
echo "($Edimer-$EBSSE*0.5-$Esum)*627.51" |bc | awk '{printf "%6.2f", $0}'
echo " kcal/mol"
done

结果显示在屏幕上，如下所示
1.log:
-3.03 kcal/mol
2.log:
-31.46 kcal/mol
3.log:
-20.91 kcal/mol
...略


9 将当前目录下所有Gaussian输出文件(out)转换为输入文件(gjf)

参见下文，需要利用Multiwfn程序。
一键把所有gjf文件转成xyz文件、把所有Gaussian输出文件转成gjf文件的脚本
//www.umsyar.com/530（http://bbs.keinsci.com/thread-16161-1-1.html）


10 显示当前目录下所有out文件最后一次SCF Done的能量

比如当前目录下有一大批分子做几何优化的输出信息，我们想把最后一次含有SCF Done的行连同输出文件名显示出来，由此得到每个体系最终结构下的电子能量，可以用以下脚本

#!/bin/bash
for inf in *.out
do
tac $inf | grep -m 1 "SCF Done" | tr '\n' ' '
echo $inf
done

输出信息示例：
SCF Done: E(RB3LYP) = -619.115825500 A.U. after 1 cycles C16H16.out
SCF Done: E(RB3LYP) = -696.562886104 A.U. after 1 cycles C18H18.out
SCF Done: E(RB3LYP) = -773.962700591 A.U. after 1 cycles C20H20.out
...略


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