[发明专利]一种高通量材料计算数据自动采集和加工方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及材料基因工程领域，尤其涉及一种高通量材料计算数据自动采集和加工方法及系统，以快速获取目标材料物理化学性质并自动存储。

背景技术

目前，当用户对材料进行完第一性原理计算后，还需要登录计算集群将结果文件下载到本地计算机进行数据的手动处理和分析，从而获取材料的物理化学性质。当用户对第一性原理计算结果文件进行处理时，需要手动地登陆、下载计算结果，然后从相关计算结果文件中将自己感兴趣的物化性质数据，如能带、态密度、弹性常数或介电常数等提取出来，或者从相关计算结果文件中提取关键数据，将关键数据提取出来后再通过公式推演计算得到材料物化性质数据。对于涉及多次第一性原理计算才能获得的物化性质数据，如状态方程以及扩散系数等，获取过程将变得十分复杂。同时，不少用户进行完第一性原理计算和数据分析后，这些数据便被遗弃在用户的本地计算机中，不仅无法重复利用，而且容易丢失。目前缺乏自动化和规范化的材料计算数据处理方法和系统。因此，亟需一种自动采集并处理第一性原理计算数据及结果的方法和系统，以实现目标材料更多物理化学性质的快速获取，集中管理和用户共享等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种高通量材料计算数据自动采集和加工方法及系统，以快速获取目标材料物理化学性质并自动存储

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种高通量材料计算数据自动采集和加工方法及系统，包括以下步骤：

步骤1，构建第一性原理的计算流程，所述计算流程包括目标材料晶体结构数据的获取过程、第一性原理计算作业提交过程、第一性原理计算数据自动采集过程和第一性原理计算数据的规范化加工过程；

步骤2，根据所述计算流程，围绕目标材料的大量晶体结构数据，对每一个所述晶体结构数据进行第一性原理计算的作业提交，在获取第一性原理计算结果后，判断第一性原理计算结果中数据的来源，当所述数据来源为来自单个所述计算过程时，执行规范化加工步骤3，当所述数据来源为来自多个所述计算过程时，执行规范化加工步骤4；

步骤3，从所述第一性原理计算结果中提取得到材料的基本物化性质数据，并进一步分析和规范化加工，得到更多的材料基本物化性质数据；

步骤4，汇集多个所述计算过程得到的第一性原理计算结果，调用预存的程序对汇集结果进行分析和处理，得到材料的基本物化性质数据，并进一步分析和规范化加工，得到更多的材料基本物化性质数据。

需要说明的是，所述计算过程包括7大基元计算，具体为：结构优化计算、基态能量计算、能带计算、态密度计算、弹性常数计算、磁学性质计算和介电常数计算。

步骤1中，根据系统预设的计算流程或用户自行配置的计算流程，对所述晶体结构数据进行上述7大基元计算中的任一项或任几项的单次计算，具体的计算流程可以根据用户的需求随意搭配，例如，针对介电常数计算，用户可以选择结构优化计算、基态能量计算和介电常数计算作为一个计算流程。

上述7大基元的计算流程可根据用户的使用需求随意组合搭配，并不对本发明构成限制。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种高通量材料计算数据自动采集和加工方法及系统，通过对某材料大批量第一性原理计算结果的自动采集、规范化加工得到材料更多的物理化学性质、以及对所述物理化学性质的实时自动地存储，实现了对材料物化性质的快速自动获取和不同用户的材料计算性质数据的集中统一管理，减少了计算数据的丢失，提高了第一性原理计算数据的复用率，实现了材料计算数据的共享，帮助加快新材料研发。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步地，步骤3具体包括：

步骤3.1，从所述第一性原理计算结果中提取得到材料基本物化性质数据，将所述材料基本物化性质数据作为第一类物化性质数据实时保存，并判断所述材料基本物化性质数据是否能被进一步计算推导得到更多物化性质，如果能，则执行步骤3.2；

步骤3.2，从预设的物化性质算法库中选择与待推导物化性质相匹配的算法，对所述物化性质进行计算推导，得到第二类物化性质数据；

步骤4具体包括：

步骤4.1，汇集多个所述计算过程得到的第一性原理计算结果，并调用预存的程序进行分析和处理，得到材料的基本物化性质数据，作为第三类物化性质数据实时保存；

步骤4.2，判断所述基本物化性质数据是否能被进一步计算推导得到更多物化性质，如果能，则执行步骤4.3；