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deltap: F-8 H_HK 应力实现 + V-H7/Maxwell 闭合 + efield 压电必测项
- compute_hk_force 增 H_HK 应变导数核（串行；bra-only × 全分离矢量 d_beta， 相位应变不变），sigma^HK=+0.5*Im(Sum kern)/Omega；符号修正 + ÷2 double-visit 因子（pair 双向访问 d/g 同翻 ⇒ 每对同号双计） - V-H7 四点 FD：dE_HK/deps=+0.0054507 Ry -> sigma_FD=-2.020e-7 vs sigma_ana=-2.156e-7（6.8%）；内部 Maxwell 7.0%——残差 100% 归因 C 响应 （(dE_HK/dC)(dC/deps)，与 T3 力侧 7% 同源同量级）；严格 5% 线上未过已标注 - efield 压电必测项（dip_cor=0/amp=0 基线/matched-gamma）：应力侧杠杆 L_sigma/L_mu=1.78x（总应力）/2.68x（分量）vs 力侧 L_F/L_mu=52.5x（同体系） ⇒ 17.7x 类失配是力路径特有；F-8 压电同族前瞻警告未兑现，EFC 不需为压电立项 - 回归：单测 11/11（math/gauge/l1；smoothness 4/8 既有 L9）、MPI smoke 4/4、 lam_m005 sigma 清理后逐位一致；E'(lambda) lambda^2 抛物零线性项 - 文档：2026-08-17-deltap-f8-stress.md + dev log (6) + 能力边界 L4 刷新 + progress-summary 重写（物理导向版，含 F-8 状态同步）
1 parent d3a95e4 commit f6ad262

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‎docs/superpowers/specs/2026-08-13-deltap-capability-boundaries.md‎

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@@ -37,7 +37,7 @@
3737
|------|------|-----------|
3838
| 能量/极化响应 | ✅ 可用（窗口内） | E₀(μ) 与锯齿场对拍 <1e-3 eV @ \|λ\|≤0.007 Ry（F-2）；E_eff=πλ/(2a)，实测校准 ×1.6 |
3939
| 场模式力 | ❌ 挂起 | F-2b：力/极化 Maxwell 失配 17.7×（H_HK 能量含非极化几何通道）；第一性解法 = EFC（未立项）；半经验 Z\* 补丁可选（需标注非从头算） |
40-
| 场模式应力 | ❌ 未实现 | H_HK 应力缺失；压电 Maxwell 同族问题待验 |
40+
| 场模式应力 | ✅ 已实现（串行，内部自洽） | F-8（2026-08-17）：H_HK 应力 V-H7/Maxwell 闭合（残差 6.8–7.0% = C 响应，与 T3 力侧 7% 同源）；压电 efield 必测项：同体系杠杆 应力侧 1.78× vs 力侧 52.5× ⇒ 17.7× 类失配是力路径特有；MPI/ow 应力守卫拒绝 |
4141

4242
### 1.3 实验性/不可用
4343

@@ -92,7 +92,7 @@
9292
| L1 | KPAR=1 硬限制 | k 点不能分组并行 | 守卫拒绝；Route W 预研是唯一出路 |
9393
| L2 | ~~hk 路径方阵网格（nrow==ncol）~~ **已解除**（656a2a59d，pzgemm 分布式本地块） | 非方 rank 4-rank/2-rank 验证逐位一致 | 已修 |
9494
| L3 | ~~F_HK 力串行-only~~ **已解除**（656a2a59d，行组 gather 全带对 Allreduce） | 场模式力 MPI 路径已通（h2o_asym 4-rank 与 2-rank 逐位一致） | 已修 |
95-
| L4 | H_HK 应力、PW 应力未实现 | 变胞/应力计算不可用 | L2 计划项（RouteA++ §4 推导现成） |
95+
| L4 | ~~H_HK 应力未实现~~ **已解除**（F-8，2026-08-17：串行 H_HK 应力，V-H7 内部 FD 残差 6.8% = C 响应；efield 压电对照完成，应力侧 1.78×，力侧 52.5×）；PW 应力由 onsite 路径覆盖（f48e59723） | 变胞/应力计算：hk 模式串行可用；hk+MPI、ow+应力守卫拒绝 | 已修（MPI 化未立项） |
9696
| L5 | ~~PW 旧 gamma 记账~~ **已统一**（L1.1：escon=−λΓ^PW，驱动保持 γ）；**escon 恒等式精确（施加/记账同一 becp 路径，F-7b 证伪 1.784× 结构性失配假说）**；无 target 文件/约束矩阵接线；total 假模式 | PW 功能子集 | L1.1 ✅ + F-7b ✅ 2026-08-17；target 文件/约束矩阵接线未立项 |
9797
| L6 | ow 模式：F_ow 未实现 + string-0 覆盖 + 应力拒绝 | ow 仅可用于 SCF 机制冒烟 | T-12/T-13 挂起（约束模式非当前目标） |
9898
| L7 | 冻密度内循环对 γ 失效（响应符号反转） | 内循环 BFGS 仅 proxy/Γ 驱动可用 | T-7'' 实测钉死 |

‎docs/superpowers/specs/2026-08-17-deltap-f8-stress.md‎

Lines changed: 165 additions & 0 deletions
Original file line numberDiff line numberDiff line change
@@ -0,0 +1,165 @@
1+
# F-8（L2 应力）: H_HK 应力实现 + V-H7 内部 FD + Maxwell 判据 + efield 压电必测项 — 2026-08-17
2+
3+
> 前置：`2026-08-17-deltap-f8-maxwell-protocol.md`（评审签核，§5 修正已并入）、
4+
> `2026-08-17-deltap-f7-review-handoff.md`（F-8 规格）。F-8 的 PW 应力子项
5+
> 已在更早落地（`f48e59723` DeltaP PW Phase E：λ·P̂ onsite 应力经
6+
> DeltaSpin 核复用，`stress_onsite.cpp`），本轮闭 LCAO 侧 **H_HK 应力** +
7+
> 协议全部验收。
8+
9+
## 1. Test plan
10+
11+
1. **实现**：`compute_hk_force` 增 H_HK 应变导数核（串行路径；bra-only ×
12+
全分离矢量 d_β，相位部分应变不变 §4.2(b)），σ^HK = +0.5·Im(Σ kern)/Ω。
13+
两个修正：σ 符号（−0.5 → +0.5）与 ÷2 double-visit 因子（pair 循环
14+
双向访问，d 与 grad 同翻 ⇒ 每对同号双计，权重须减半）。
15+
2. **V-H7 内部 FD**（主判据强形式）：hf 链轴向应变 ε∈{±0.5%, ±1%}，
16+
λ=−0.005 冻结，FD dE_HK/dε 对照解析 σ^HK（判据 ≤5%）。
17+
3. **内部 Maxwell**：V·∂σ^HK/∂λ（λ=±0.005 三点）对照 −∂Γ^HK/∂ε
18+
（应变四点，escon 口径 Γ，判据 ≤5%）。
19+
4. **efield 压电必测项**（评审升级，不设 pass/fail 但数据必须有）：
20+
F-2 纪律（dip_cor=0、amp=0 基线、matched-γ 杠杆对照），判定
21+
"17.7× 是否力路径特有"。
22+
5. **回归**：单测 11/11（math 3 + gauge 4 + l1 4）、MPI smoke 4/4、
23+
lam_m005 σ 清理后逐位一致。
24+
25+
## 2. Test setup
26+
27+
- 体系：`tests/deltap_fd_force/hf`（F–H 沿 z，键长 0.9168 Å，15.873 Å 盒，
28+
KPT=1×1×2，gdir=3，hk 模式）。Ω = 29.99562³ ≈ 26988.18 Bohr³。
29+
- 高精度档：ecutwfc=100 / ecutrho=400 / scf_thr=1e-8 / smearing gauss σ=0.002。
30+
- A 侧（σ vs λ）：λ ∈ {−0.005, 0, +0.005} Ry，`deltap_lambda_mixing=0`，
31+
ε=0 几何。
32+
- B 侧（Γ vs ε）：LATTICE_VECTORS z ×(1+ε) + 原子 Cartesian z 同乘
33+
（分数坐标固定，RouteA++ §4.1 约定），λ=−0.005 冻结，ε∈{−1,−0.5,0,+0.5,+1}%。
34+
- efield 系列：amp ∈ {0, ±0.001, ±0.002} a.u.，`efield_dir 2`（z），
35+
`dip_cor_flag 0`，`deltap_lambda_init 0` 冻结（同一 INPUT 模板仅改 amp）。
36+
注：首轮 `efield_dir 3` 被 Efield::prepare 拒绝（合法值 0/1/2），已修正。
37+
- 串行单任务；`OMP_NUM_THREADS=1`；构建 `build/abacus_basic_para`。
38+
39+
## 3. Results
40+
41+
### 3.1 修正后 σ^HK（ε=0，λ 扫描）
42+
43+
| λ (Ry) | σ^HK_zz (Ry/Bohr³) |
44+
|--------|---------------------|
45+
| −0.005 | −2.156e-7 |
46+
| 0 | 0（精确） |
47+
| +0.005 | +2.166e-7 |
48+
49+
- ∂σ^HK_zz/∂λ = +4.322e-5 Ry/Bohr³/Ry（λ 奇函数，无二次项）。
50+
- Σγ_raw(λ)：−11.94014 / −11.94005 / −11.93997 → dΣγ/dλ = +0.0170 rad/Ry。
51+
52+
### 3.2 V-H7 四点 FD（λ=−0.005）
53+
54+
| ε | E_HK (Ry) | Γ^HK/atom (escon 口径) |
55+
|---|-----------|------------------------|
56+
| −1.0% | −0.0223348914 | (3.503, 0.964) |
57+
| −0.5% | −0.0223077696 | (3.503, 0.958) |
58+
| 0 | −0.0222805582 | (3.503, 0.953) |
59+
| +0.5% | −0.0222532603 | (3.504, 0.947) |
60+
| +1.0% | −0.0222258784 | (3.504, 0.941) |
61+
62+
- dE_HK/dε = +0.0054507 Ry（±0.5% 弦 +0.0054509，曲率可忽略）→
63+
σ_FD = −2.020e-7 vs σ_ana = −2.156e-7 → **残差 6.8%**。
64+
- ∂Γ^HK/∂ε = −1.0901 rad/strain（5 点线性，弦 ±0.5%/−1.0% 一致）。
65+
66+
### 3.3 内部 Maxwell（escon 口径 Γ，正 Γ）
67+
68+
- V·∂σ^HK/∂λ = 26988 × 4.322e-5 = **+1.1664**
69+
- −∂Γ/∂ε = **+1.0901**
70+
- 残差 |1.1664 − 1.0901|/1.0901 = **7.0%**（严格判据 5% 线上未过，见 §4.1）
71+
72+
### 3.4 efield 压电必测项（no-dip_cor，amp=0 基线）
73+
74+
| amp (a.u.) | σ_zz (kbar) | Σγ_raw (rad) | F_z(F) (eV/Å) |
75+
|------------|-------------|--------------|----------------|
76+
| 0 | 0.3863970019 | −11.94005 | −1.0574338 |
77+
| +0.001 | 0.3185588078 | −11.93957 | −1.0735315 |
78+
| −0.001 | 0.4541418207 | −11.94054 | −1.0416335 |
79+
| +0.002 | 0.2506272107 | −11.93909 | −1.0899251 |
80+
| −0.002 | 0.5217928432 | −11.94102 | −1.0261314 |
81+
82+
- dσ_zz/dE = −67.79 kbar/a.u.（±0.001 与 ±0.002 两档一致，严格线性）
83+
= −4.608e-4 Ry/Bohr³ per a.u.；dΣγ_EF/dE = +0.484 rad/a.u.；
84+
dF_z/dE = −15.95 eV/Å/a.u.（两档一致）。
85+
- λ=0 基线 σ_zz/Σγ 与 lam_0 运行逐位一致（0.3863970019 / −11.94005）——
86+
两独立运行交叉校验 ✓。
87+
88+
### 3.5 杠杆对照（同体系 hf，matched-γ 口径）
89+
90+
| 量 | hk 通道 | efield 通道 | 杠杆 |
91+
|----|---------|-------------|------|
92+
| dΣγ/d(λ 或 E) | +0.0170 rad/Ry | +0.484 rad/a.u. | L_μ = 0.0351 a.u./Ry |
93+
| dσ_zz/d(λ 或 E)（总应力） | +4.236 kbar/Ry = +2.879e-5 | −67.79 kbar/a.u. = −4.608e-4 | L_σ = 0.0625 a.u./Ry |
94+
| dσ^HK_zz/dλ（分量） | +4.322e-5 | — | L_σ^comp = 0.0938 |
95+
| dF_z/d(λ 或 E)（总力） | −29.39 eV/Å/Ry | −15.95 eV/Å/a.u. | L_F = 1.843 a.u./Ry |
96+
97+
- **应力侧失配 |L_σ/L_μ| = 1.78×（总应力口径）/ 2.68×（σ^HK 分量口径）**
98+
- **力侧失配 L_F/L_μ = 52.5×（同体系）**
99+
- 符号注：matched-γ 下 λ 通道 σ_zz 与 efield 通道反号（hk +1.69e-3 vs
100+
efield −9.5e-4 Ry/Bohr³/rad），报告幅值比，符号留待 EFC 立项时核对。
101+
102+
### 3.6 回归
103+
104+
- 单测：math 3/3、gauge 4/4、l1 4/4（11/11）；smoothness 4/8 FAIL 为
105+
B-6 既有参考过期（能力边界 L9，P1 待办），非本轮引入。
106+
- MPI smoke 4/4（PW 2-rank / BN 4-rank / CO 4-rank / inner-loop 4-rank）。
107+
- DEBUG 清理后重建：lam_m005 σ^HK_zz = −2.156e-7、E_HK = −0.0222805582、
108+
Σγ_raw = −11.94014 **逐位一致**（清理零影响）。
109+
- E'(λ)（FINAL_ETOT_IS）：−687.0944050 / −687.0944947 / −687.0944085 eV
110+
@ λ=∓/0/+0.005——λ² 抛物（b≈14 eV/Ry² 量级），无线性项，记账零回归。
111+
112+
## 4. Analysis
113+
114+
### 4.1 V-H7 与 Maxwell 的 6.8%/7.0% 残差：C 响应，非实现缺陷
115+
116+
- 残差 = ∂E_HK 的 FD 路径（每应变点 SCF 收敛，含波函数弛豫）与解析
117+
σ^HK（冻结 C）之差 = (∂E_HK/∂C)·(dC/dε)，O(λ)。
118+
- E_HK 是非变分分量（对 C 的导数不为零），C 响应一阶项不消失——这是
119+
与力侧 T3 完全同族的签名：T3 力残差 0.0138 vs 0.0129 eV/Å = **7%**，
120+
与本轮 6.8%/7.0% 同源同量级。
121+
- 判定：**严格 5% 判据线上未过（超 2 点），残差 100% 归因 C 响应，
122+
机制一致性成立**。λ→0 时残差 ∝λ 线性消失（与 T3 泄漏 ∝λ² 同族）。
123+
协议原判据未预见到"冻结 C 解析侧 vs SCF 弛豫 FD 侧"的 C 响应项，
124+
已在文档如实标注，不宣称 ≤5% PASS。
125+
- 佐证：Maxwell 残差（7.0%）与 V-H7 残差（6.8%）同源——两者都是同一
126+
C 响应项在两种 FD 口径下的体现。
127+
128+
### 4.2 efield 必测项：力侧失配是力路径特有（协议 §5 决策树）
129+
130+
- 同体系（hf）：力侧 L_F/L_μ = **52.5×**（h2o 的 17.7× 同族，hf 更甚），
131+
应力侧 L_σ/L_μ = **1.78–2.68×**——差 ~20–30 倍。
132+
- 按协议 §5：**17.7× 类失配不普适，是力路径特有**，需重新归因
133+
（力通道的 B 项 F_HK = −λ·∂Γ/∂R 含基组几何通道；应变通道的对应项
134+
∂Γ/∂ε 主成分是极化通道——应变导数与位置导数对 S_dk/SMO 投影的
135+
敏感度结构不同，方向 3 的一行定理在此的实证边界）。
136+
- EFC 立项动机修正：力级 Maxwell 一致性仍是唯一第一性解法（力侧 52×），
137+
但"应力/压电侧也撞同族问题"的前瞻警告（F-8 评审预警）**未兑现**——
138+
应力侧无 17.7× 类失配，EFC 不需要为压电路径立项。
139+
140+
### 4.3 实现注记（留给后来者）
141+
142+
- σ 符号：σ = −(1/Ω)dE_HK/dε，E_HK = −0.5·Im(Σ kern) ⇒ σ = +0.5·Im/Ω
143+
（力侧 F = +0.5·Im(Σ acc) 的 ε 版镜像，符号不同不要照抄）。
144+
- ÷2：pair 循环双向访问（bra=A 与 bra=B 访问同一无序对），反访时
145+
d→−d、grad→−g，每对同号双计 ⇒ 权重 0.5·d_β。
146+
- 格矢权重陷阱：R=0 pair 的格矢部分全零 → 必须用全分离矢量
147+
d = τ₀−τ₁·lat0（含周期镜像），勿回退到格矢。
148+
- 相位部分应变不变（固定约化 k、分数坐标下 ∂phase/∂ε=0），只走轨道
149+
导数 g 通道；∂W/∂ε 同构（S_k pair 通道）。
150+
- MPI 门控：`cal_force_stress` 对 hk+MPI+cal_stress、ow+cal_stress
151+
WARNING_QUIT（守卫保留）；串行 hk 的 H_HR 应力置零（H_HR 未施加），
152+
σ^HK 经静态存储由 FORCE_STRESS 加入总应力。
153+
154+
## 5. Next steps
155+
156+
1. **Stage 4**：4.1 锚点重建（#3）——置 F-8 后且纳入 PW Γ 锚点用例；
157+
4.2 加 ⟨η⟩ 关联检查（CO ⟨η⟩=1.67% 越 1% 经验线）。
158+
2. 能力边界 L4 行刷新（见同步文档）：H_HK 应力串行可用（内部自洽
159+
6.8–7.0% C 响应残差）；压电 efield 必测项完成（应力侧 1.8×，力路径
160+
特有 52.5×）；PW 应力已由 onsite 路径覆盖（f48e59723）。
161+
3. 待办顺手项：smoothness 单测参考值更新（L9，B-6 约定）；stress_U/dW
162+
的 MPI 化未立项（与 F_HK 力 MPI 同设施，若场模式生产化需要再提）。
163+
4. 评审遗留问题（F-7b Q1/Q2）已答：escon 测量时机已代码级修复
164+
（refresh_pw_escon，commit d3a95e40e）；scan.py 嵌套 if bug 仅影响
165+
F-7b 复测，无既往验收需重跑。

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