【OCRA学习】在linux系统安装ORCA，并与xtb联用配置

在上两篇博客已经记录ORCA与xtb在windows的安装：
【ORCA学习】-在windows系统安装ORCA
【xtb学习】-在windows系统上安装xtb

由于计算需要，需要先对计算体系进行GFN-xTB预优化/初筛，再使用其他泛函、基组进一步优化。因此需要依次完成三个操作：ORCA安装，xtb安装，xtb与ORCA配置联用。
虽然在window均已完成软件安装，但在实际计算时发现xtb无法正常运算，例如，
输入命令：xtb test.xyz --opt > test.out

最后xtb计算结束并没有产生一系列结果文件，仅有out文件，其他文件均没有

此外，在设置xtb与ORCA联用时，始终无法成功。官方指示是将xtb程序建立软连接，添加到ORCA的安装文件路径中。
命令：ln -s $(which xtb) otool_xtb
然而并没有成功，尝试了很多种方式都不行。最后决定还是需要安装在linux系统上。下面为过程记录。

在linux系统安装ORCA

在官网下载了linux版本的安装包后，

• 使用命令tar -xf 安装包名字 解压安装包，我选择的安装包是：orca_5_0_3_linux_x86-64_shared_openmpi411.tar.xz
  解压文件夹的路径便是ORCA的安装路径。
  比如我的路径是：~/home/software/orca_5_0_3_linux

ORCA环境配置

网上方法

接着进行环境配置，根据网上的教程，一般是：

• 回到home目录，使用命令：ls -a查看隐藏文件.bashrc
• 接着使用vi命令进入文件：vi .bashrc
• 输入i进行编辑，在该文件后面添加：
  export PATH=$PATH:/home/software/orca_5_0_3_linux
export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/home/software/orca_5_0_3_linux
• 添加上面两句后，按Esc退出编辑，接着输入shift+:，输入wq，保存编辑并退出
• 回到命令行窗口后输入命令：source .bashrc
• 退出终端重新进入即可使用
  

将环境配置添加至脚本

然而我使用这个方法并不凑效，可能因为我使用的服务器是租的。工程师建议直接将环境配置独立为脚本，在每次需要使用ORCA前都读入环境配置。

• 建立脚本文件orca_sub.sh
• 写入以下内容：
  #!/bin/bash
export PATH=/home/software/orca_5_0_3_linux:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=/home/software/orca_5_0_3_linux:$LD_LIBRARY_PATH
• 同时可以将调用orca的命令行也写入：
  /home/software/orca_5_0_3_linux/orca test.inp > test.out
• 这样每次使用orca均会进行一次环境配置
  即：

#!/bin/bash
export PATH=/home/software/orca_5_0_3_linux:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=/home/software/orca_5_0_3_linux:$LD_LIBRARY_PATH
/home/software/orca_5_0_3_linux/orca test.inp > test.out
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在linux系统安装xtb

与在windows安装xtb的过程相似，从Grimme课题组官网找到xtb的安装包，使用命令tar -xJf xtb-6.5.1-linux-x86_64.tar.xz解压安装包，解压文件夹所在路径便是安装文件夹。例如，我解压后文件夹所在路径为：/home/software/xtb-6.5.1
那么xtb程序所在路径应该是：
/home/software/xtb-6.5.1/bin

xtb环境配置

网上方法

接着需要进行环境配置，

• 回到home目录，使用命令：ls -a查看隐藏文件.bashrc
• 接着使用vi命令进入文件：vi .bashrc
• 输入i进行编辑，在该文件后面添加：
  export PATH=/home/software/xtb-6.5.1/bin:$PATH
export XTBPATH=/home/software/xtb-6.5.1/share/xtb
export OMP_NUM_THREADS=
export MKL_NUM_THREADS=
export OMP_STACKSIZE=1G
ulimit -s unlimited
  ncores是并行计算时使用的CPU核心数
• 添加上面语句后，按Esc退出编辑，接着输入shift+:，输入wq，保存编辑并退出
• 回到命令行窗口后输入命令：source .bashrc
• 退出终端重新进入即可使用

将环境配置添加至脚本

我使用网上方法并不能成功调用xtb。因此将以上语句写入脚本，每次需要调用xtb时，均进行一次环境配置。脚本(xtb_env.sh)内容见下：

#!/bin/bash
export PATH=/home/software/xtb-6.5.1/bin:$PATH
export XTBPATH=/home/software/xtb-6.5.1/share/xtb
export OMP_NUM_THREADS=12
export MKL_NUM_THREADS=12
export OMP_STACKSIZE=1G
ulimit -s unlimited
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每次运行xtb前，均使用命令: source xtb_env.sh进行一次环境配置。或者直接将运行xtb程序的命令也写入脚本，即：

#!/bin/bash
export PATH=/home/software/xtb-6.5.1/bin:$PATH
export XTBPATH=/home/software/xtb-6.5.1/share/xtb
export OMP_NUM_THREADS=12
export MKL_NUM_THREADS=12
export OMP_STACKSIZE=1G
ulimit -s unlimited
xtb test.xyz --opt > test.out
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如果需要运行多份文件，可以使用bash命令写个循环，这样更方便。

ORCA与xtb联用

当成功安装ORCA与xtb，便可以尝试将xtb与ORCA联用，即使用ORCA时可以调用xtb的方法。因为在计算时，有时需要先使用xtb的方法进行计算，再使用ORCA中其他方法。所以为了能从ORCA调用xtb，需要使用软连接的方法。

1. 使用命令(使用前记得先配置好环境)：which orca查看orca的路径
2. 使用命令(使用前记得先配置好环境)：which xtb查看xtb的路径
3. 如orca的路径：/home/software/orca_5_0_3_linux/orca
4. 建立软连接。输入命令：
   ln -s $(which xtb) /home/software/orca_5_0_3_linux/otool_xtb即可完成连接
   通过orca调用xtb计算后，会产生一系列的文件，比如我对一个结构进行结构优化后，其产生文件有：
   
   注：POSCAR3.xyz为输入文件，xtb_sub.sh为脚本文件，其他为输出文件。说明xtb可以正常使用

参考资料

本次安装参考了很多资料，主要起效的有：

1. sobereva-量子化学程序ORCA的安装方法
2. sobereva-将Gaussian与Grimme的xtb程序联用搜索过渡态、产生IRC、做振动分析
3. xtb官方文档-User Guide to Semiempirical Tight
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