首先，我們必須理解收斂是什么意思。在自洽場(SCF)計算中，自洽循環(huán)中，首先產(chǎn)生一個軌道占據(jù)的初始猜測，
  1)然后根據(jù)此軌道占據(jù)構(gòu)造電荷密度和哈密頓量。
  2)對角化哈密頓量，得到新的軌道能級和占據(jù)。
  3)產(chǎn)生新的電荷分布和哈密頓量，重復(fù)步驟2）
  經(jīng)過一定次數(shù)的循環(huán)后，某次循環(huán)前和循環(huán)后的電荷密度差別小于一定的標準，我們稱之為收斂。
  如果以上過程不能收斂，則gaussian給出convergence failure的警告。
  如果SCF計算收斂失敗，你首先會采取哪些技巧呢？這里是我們強烈推薦的首選方法。
1 考慮使用更小的基組
  由于一定的基組對應(yīng)于一定精度和速度，所以更換基組并不在所有的情況下都適用。方法是首先用小基組進行計算，由前一個波函得到用于大基組計算的初始猜測(Guess=Read自動進行)。
2 增加最大循環(huán)步數(shù)
  Gaussian默認的最大循環(huán)步數(shù)為64 (SCF=DM或SCF=QC方法則為512)，如果循環(huán)次數(shù)超過這個數(shù)目則會匯報convergence failure。在一定的情況下，不收斂的原因僅僅是因為最大循環(huán)步數(shù)不夠�？梢酝ㄟ^設(shè)置maxcyc來增大最大循環(huán)步數(shù)。更多的SCF迭代(SCF(MaxCycle=N)，其中N是迭代數(shù))。這很少有幫助，但值得一試。
3  放寬收斂標準
如果接近SCF但未達到，收斂標準就會放松或者忽略收斂標準。這通常用于不是在初始猜測而是在平衡結(jié)構(gòu)收斂的幾何優(yōu)化。SCF=Sleazy放松收斂標準，Conver選項給出更多的控制。
4  嘗試改變初始構(gòu)型
首先略微減小鍵長，接下來略微增加鍵長，接下來再對結(jié)構(gòu)作一點改變。
5  嘗試能級移動Level shifting (SCF=Vshift)
  如果不收斂的原因是波函數(shù)的震蕩行為，通常是因為在相近的能量上的泰的混合。對于這種情況，我們可以采用level shifting的方法。Level shifting的含義是人工的升高非占據(jù)軌道的能級，以防止和最高占據(jù)軌道之間的混合，以達到收斂的目的。在Gaussian中此方法的關(guān)鍵詞為SCF=Vshift
6  使用強制的收斂方法SCF=QC
SCF=QC通常最佳，但在極少數(shù)情況下SCF=DM更快。此關(guān)鍵字將大大增加計算時間，但是收斂的機會更大。不要忘記給計算額外增加一千個左右的迭代。應(yīng)當測試這個方法獲得的波函，保證它最小，并且正好不是穩(wěn)定點(使用Stable關(guān)鍵字)。
7  對開殼層體系，嘗試收斂到同一分子的閉殼層離子，接下來用作開殼層計算的初始猜測。添加電子可以給出更合理的虛軌道，但是作為普遍的經(jīng)驗規(guī)則，陽離子比陰離子更容易收斂。選項Guess=Read定義初始猜測從Gaussian計算生成的checkpoint文件中讀取。
8  一些程序通過減小積分精度加速SCF。對于使用彌散函數(shù)，長程作用或者低能量激發(fā)態(tài)的體系，必須使用高積分精度：SCF=NoVarAcc。
9  改變模型或方法
  可以考慮改變模型方法。比較常見的方法有HF,GVB,MCSCF,CASSCF,MPn等。改變模型方法通常也會收斂性質(zhì)。通常，精度更高的方法更難收斂。精度比較低的方法產(chǎn)生的計算結(jié)果可以作為高精度計算的初始猜測�？紤]使用不同理論級別的計算。這并不總是實用的，但除此之外，增加迭代數(shù)量總是使得計算時間和使用更高理論級別差不多。
10  關(guān)閉DIIS外推(SCF=NoDIIS)。同時進行更多的迭代(SCF=(MaxCycle=N))。
11  試著改用DIIS之外其它方法(SCF=SD或SCF=SSD)。


  Gaussian不收斂的可能原因及對策：
  1 由于體系有很多能量相近的能級，導(dǎo)致計算不收斂。
   如果計算中采用的是Hartree-Fock方法或者其他的混合形式的交換相關(guān)勢（如B3LYP）,則可以嘗試一下的方法進行改進。
   scf=(noincfock,conver=11,maxcyc=1025) iop(5/22=20)
用以上的命令行將強制Gaussian采用EDIIS的算法。此算法計算量更大，但是更加穩(wěn)定。在命令行里也增加了最大循環(huán)數(shù)，以增加收斂的到基態(tài)的可能性。
2． 檢查是否有初始文件錯誤
常見初級錯誤：
a. 自旋多重度錯誤
b. 變量賦值為整數(shù)
c. 變量沒有賦值或多重賦值
d. 鍵角小于等于0度，大于等于180度
e. 分子描述后面沒有空行
f. 二面角判斷錯誤，造成兩個原子距離過近
g. 分子描述一行內(nèi)兩次參考同一原子,或參考原子共線
3． SCF(自洽場)不收斂
則一般是L502錯誤，省卻情況做64個cycle迭代(G03缺省128 cycles)
a. 修改坐標，使之合理
b. 改變初始猜  Guess=Huckel 或其他的，看Guess關(guān)鍵詞。
c. 增加疊代次數(shù) SCFCYC=N （對小分子作計算時最好不要增加，很可能結(jié)構(gòu)不合理）
d. iop（5/13=1）這樣忽略不收斂，繼續(xù)往下做。
4． 分子對稱性改變
a. 修改坐標，強制高對稱性或放松對稱性
b. 給出精確的、對稱性確定的角度和二面角。 如CH4的角度給到109.47122
c. 放松對稱性判據(jù)  Symm=loose
d. 不做對稱性檢查 iop(2/16=1) （最好加這個選項）
     iop(2/16=2) 則保持新的對稱性來計算
5． Opt時收斂的問題
a. 修改坐標，使之合理
b. 增加疊代次數(shù)optcyc=N
6． 優(yōu)化過渡態(tài)，若勢能面太平緩，則不好找到。
iop(1/8=10) 默認30（下一個結(jié)構(gòu)和該結(jié)構(gòu)的差別0.3Å），可改成10。如果每一步都要用到小的步長，應(yīng)該加opt(notrustupdate)
7． 在CI（組態(tài)）方法中
如QCISD(T),CCSD(T),CID方法中，省卻最大循環(huán)50，若出錯（L913錯誤）
解決方法：#P QCISD(maxcyc=N)    注：N≤512
8． 優(yōu)化過渡態(tài)
opt=TS (給出過渡態(tài))  
opt=qst2 (給出反應(yīng)物和產(chǎn)物)  
opt=qst3 (給出反應(yīng)物和產(chǎn)物和過渡態(tài))
a.  用G03時的出錯   opt=ts 必須加FC (force constant)
寫法：opt=(TS, calcFc)
or    opt=(TS,calchffc)計算HF力常數(shù)，對QCISD，CCSD等方法用；
or    opt=(TS,modRedundant)  (最好寫這個)
b. 如果計算采用QCISD計算（不好計算FC）
則寫為QCISD opt=(TS, calcHFFC) (用HF計算FC)
9. 無法寫大的Scratch文件RWF
a. 劈裂RWF文件 %rwf=loc1,size1,loc2,size2,……..,locN,-1
b. 改變計算方法 MP2=Direct可以少占硬盤空間
c. 限制最大硬盤 maxdisk=N GB，****MB,有些系統(tǒng)寫2GB會出錯，可以寫2000MB
10. FOPT出錯 原因是變量數(shù)與分子自由度數(shù)不相等。 可用POPT 或直接用OPT
11. 優(yōu)化過渡態(tài)只能做一個STEP 原因是負本征數(shù)目不對 添加 iop（1/11）=1或者noeigentest (eigentest 是表示優(yōu)化過渡態(tài)檢測分子振動的本征值，過渡態(tài)只有一個負值，但優(yōu)化的時候往往出現(xiàn)兩個或者更多的情況，默認的是如果出現(xiàn)多于一個的情況就停止優(yōu)化計算，這往往時不必要的，noeigentest表示優(yōu)化時不坐此檢測，實際上優(yōu)化過渡態(tài)的時候出現(xiàn)兩個三個很正常的，只是第一個一般負的很大，接著的比較小，不會影響過渡態(tài)的搜尋，當然有時候需要自己判斷是不是接近真實的過渡態(tài)。其實經(jīng)驗上也是過渡態(tài)的本征虛頻越小，相對越難找。)


對于 (L502, L508, L9999)出錯的對策

對于一個優(yōu)化計算，它的過程是先做一個SCF計算，得到這個構(gòu)型下的能量，然后優(yōu)化構(gòu)型，再做SCF，然后再優(yōu)化構(gòu)型。。。因此，會有兩種不收斂的情況：一是在某一步的SCF不收斂(L502錯誤)，或者構(gòu)型優(yōu)化沒有找到最后結(jié)果（L9999錯誤）。
預(yù)備知識:計算時保存chk文件,可以在后續(xù)計算中使用guess=read讀初始猜測.
對于SCF不收斂，通常有以下的解決方法：
1. 使用小基組，或低級算法計算，得到scf收斂的波函數(shù)，用guess=read讀初始波函數(shù)。
2. 使用scf=qc，這個計算會慢，而且需要用stable關(guān)鍵字來測試結(jié)果是否波函數(shù)穩(wěn)定。如果這個還不收斂，會提示L508錯誤。
3. 改變鍵長，一般是縮小一點，有時會有用。
4. 計算相同體系的其他電子態(tài)，比如相應(yīng)的陰離子、陽離子體系或單重態(tài)體系，得到的收斂波函數(shù)作為初始猜測進行計算。

對于優(yōu)化不收斂,即L9999錯誤，實際上是在規(guī)定的步數(shù)內(nèi)沒有完成優(yōu)化，即還沒有找到極小值點。（或者對于過渡態(tài)優(yōu)化，還沒有找到過渡態(tài)）
這有幾種可能性：
1. 看一下能量的收斂的情況，可能正在單調(diào)減小，眼看有收斂的趨勢，這樣的情況下，只要加大循環(huán)的步數(shù)（opt(maxcycle=200)），可能就可以解決問題了。
2. 加大循環(huán)步數(shù)還不能解決的（循環(huán)步數(shù)有人說超過200再不收斂，再加也不會有用了，這雖然不一定絕對正確，但200步應(yīng)該也差不多了），有兩種可能。一是查看能量，發(fā)現(xiàn)能量在振蕩了，且變化已經(jīng)很小了，這時可能重新算一下，或者構(gòu)型稍微變一下，繼續(xù)優(yōu)化，就可以得到收斂的結(jié)果（當然也有麻煩的，看運氣和經(jīng)驗了）；二是構(gòu)型變化太大，和你預(yù)計的差別過大，這很可能是你的初始構(gòu)型太差了，優(yōu)化不知道到哪里去了，這時最好檢查一下初始構(gòu)型，再從頭優(yōu)化。
3. 對于L9999快達到收斂時,考慮減小優(yōu)化步長有時對于能量振蕩的情況也是有用的，opt(maxstep=1).(flyingheart ) 返回小木蟲查看更多