【Multiwfn学习】-Multiwfn批量读入xyz结构文件并生成ORCA输入文件

Multiwfn

在科研过程中，有时需要计算大批量的同类结构，过程中涉及很多重复操作。因此借助一些工具将重复的任务智能化，是一个非常理智的选择。

Multiwfn是由北京科音自然科学研究中心的卢天从2009年11月起主导开发的最为强大的量子化学波函数分析程序，功能极为广泛、十分高效、非常易于使用，并且开源免费。
本文主要使用Multiwfn产生ORCA量子化学程序的输入文件的功能。

任务思路

在Multiwfn3.8使用手册的5.2，5.3有介绍使用multiwfn处理大批量任务的一些技巧示例。
卢老师也写过非常详细的博文介绍：详谈Multiwfn的命令行方式运行和批量运行的方法
因此，在此基础上，融合本人任务需要，分享使用Multiwfn批量产生ORCA输入文件的脚本。

Multiwfn产生ORCA输入文件过程

首先需要知道通过Multiwfn是如何生成ORCA输入文件的，整个过程需要输入什么信息。在此，先记录手动在命令行输入命令产生ORCA输入文件的过程

1. 打开Multiwfn，进入导入文件界面，按回车，输入文件
2. 输入主功能：100，回车确认
3. 进一步选择子功能：2，回车确认
4. 选择选项：12，回车确认
5. 继续回车确认，默认命名等下产生ORCA输入文件的文件名
6. 进入ORCA输入文件的条件选择界面，界面信息见下：
   
7. 接下来根据自己的ORCA计算条件，依次选择选项设置输入文件信息。比如，我需要进行几何优化任务，服务器运算条件为48核，3000M/核，计算的泛函与基组选择BLYP, def2-TZVP。因此我需要依次选择选项：-10，0，2选项进行设置
8. 设置计算条件，选择选项：-10，回车确认，输入48，回车确认，输入3000，回车确认
9. 设置计算任务，选择选项：0，回车确认，输入2，回车确认
10. 设置计算方法，选择选项：2，回车确认。便在输入文件的当前目前下产生了ORCA的输入文件
11. 退出Multiwfn，输入：q，回车确认

使用脚本实现Multiwfn生成ORCA输入文件

当我们熟悉Multiwfn产生ORCA输入文件的流程后，便可以将该过程用到的命令写入脚本，并结合for循环，实现批量生成任务。

以上任务的例子，用shell语言可以简化为：
echo -e "100\n2\n12\n\n0\n2\n-10\n48\n2000\n2\nq\n" | Multiwfn POSCAR.xyz > POSCAR.out"
这里100\n2\n12\n\n0\n2\n-10\n48\n2000\n2\nq\n是被传递给Multiwfn的指令，数字表示选项/功能，\n表示回车确认。POSCAR.xyz为Multiwfn读入的文件，用POSCAR.out记录Multiwfn产生ORCA输入文件过程中在屏幕上输出的信息。

下面结合for循环，将该过程写入脚本文件，便可以执行Multiwfn批量生成ORCA输入文件的任务。

#!/bin/bash
export poscar_dir=./2_C53N_str_1e-3_opt_xtb/  #文件夹
out_file="out"
#下面利用循环实现批量运行，此部分代码适合用于实验文件夹名字与文件夹内xyz文件名字不相同的情况
for file in `ls -l ${poscar_dir} |awk '/^d/ {print $NF}'`;do
    # 打印文件名
    echo "对文件夹${file}执行multiwfn输出orca输出文件..."
    # 切换到需要进行实验的目录
    cd "${poscar_dir}${file}"
    # 运行实验
    #multiwfn
    # 查找.xyz后缀文件
    for expname in `ls . | grep .xyz`;
        do
            echo "实验文件名：${expname}"
            echo -e "100\n2\n12\n\n0\n2\n-10\n48\n2000\n2\nq\n" | Multiwfn ${expname} > "${expname%%xyz*}$out_file"
        done
    echo "${file}ORCA输出文件生成完成"
    cd ..
    cd ..  
done
echo "所有POSCAR的ORCA输出文件已经生成"

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以上代码，可以实现下面的过程。