[科学] 波函数分析结果验证框架

[newtontech]

问题描述

作为科学计算工具，PyMultiWFN 的结果必须与原始 Multiwfn 和文献数据对比验证。

需要验证的分析类型

1. 键级分析

• Mayer 键级 - 与 Multiwfn 对比
• Wiberg 键级 - 与文献数据对比
• Mulliken 键级 - 与 Gaussian 输出对比

2. 布居分析

• Mulliken 布居
• Hirshfeld 布居
• Becke 布居

3. 电子密度

• 总电子密度
• 差分密度
• 轨道密度

验证方案

1. 参考数据集

tests/reference/
├── h2o.wfn           # 水分子
├── ch4.wfn           # 甲烷
├── c6h6.wfn          # 苯
└── reference.json    # Multiwfn 参考结果

2. 自动化对比测试

def test_mayer_bond_order_accuracy():
    """Mayer 键级与 Multiwfn 对比，误差 < 0.001"""
    result = MayerBondOrder('h2o.wfn').calculate()
    reference = load_reference('h2o_mayer.json')
    
    for bond, order in result.items():
        assert abs(order - reference[bond]) < 0.001

3. CI 集成

• 每次提交运行验证测试
• 结果偏差超过阈值自动报警
• 生成验证报告

参考标准

分析类型	参考来源	允许误差
Mayer 键级	Multiwfn	< 0.001
Wiberg 键级	Multiwfn	< 0.001
Mulliken 布居	Gaussian	< 0.01 e
电子密度	Multiwfn	< 0.1%

建议行动

1. 建立参考数据集 - 5-10 个标准分子
2. 实现自动化对比 - pytest + 参考数据
3. CI 集成 - GitHub Actions
4. 文档 - 验证方法和结果

验收标准

• 至少 5 个参考分子
• 所有分析类型有验证测试
• CI 自动运行验证
• 验证报告可查阅

相关文件

• tests/ (现有测试目录)
• tests/reference/ (建议新建)

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