LAMMPS概述

2.2. LAMMPS概述#

LAMMPS是什么?

LAMMPS代表 Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator (大规模原子 / 分子并行模拟器), 是由美国能源部下属的 Sandia国家实验室联合Temple大学开发的经典分子动力学软件包。

  • LAMMPS 主要用于材料体系的模拟, 用于材料的特性研究.

  • LAMMPS 使用 C++编写，为并行计算机设计, 也可以在单独的笔记本电脑或台式机上构建和运行

  • 支持建模: 如 Moltemplate 是 LAMMPS 的通用跨平台基于文本的分子构建器。Moltemplate 旨在构建自定义粗粒度分子模型，但它也可用于准备真实的全原子模拟。

2.2.1. LAMMPS的命令#

LAMMPS 通过从输入脚本（文本文件）中读取命令来执行计算, 输入文件中记载和描述了计算所需的所有内容.

这些命令可分为三类：可以设置内部变量、读入文件或运行仿真。

  • 全局设置的命令: timestep, newton, echo, log, thermo, restart

  • 添加、修改、删除或替换命令: pair_style, fix, compute, dump, thermo_style, pair_modify

  • 执行计算或操作的命令: print, run, minimize, temper, write_dump, rerun, read_data, read_restart

2.2.2. LAMMPS输入脚本#

LAMMPS 输入脚本通常由 4 个部分组成：

  1. Initialization 初始化

  2. System definition 系统定义

  3. Simulation settings 模拟相关设置

  4. Run a simulation 运行模拟

后两个部分可以根据需要重复多次。

2.2.2.1. 初始化#

在创建原子或从文件读入原子之前需要定义的参数:

  • units

  • dimension

  • newton

  • processors

  • boundary

  • atom_style

  • atom_modify

使用的力场参数的格式:

  • pair_style

  • bond_style

  • angle_style

  • dihedral_style

  • improper_style

2.2.2.2. 系统定义#

(1). 使用 lattice, region, create_box, create_atoms, read_dump 命令定义模拟单元(simulation cell)并填充原子.

(2). 也可从已有文件中读取:

  • read_data: 读取数据文件

  • read_restart: 读取重启文件(restart file, 包含分子拓扑结构信息)

(3). 还可以使用 replicate 命令复制整个原子集以进行更大的模拟。

2.2.2.3. 相关设置#

包括指定各种设置：力场系数、模拟参数、输出选项等。

  • 力场系数由以下命令设置（也可以从已有文件中读取）：pair_coeff, bond_coeff, angle_coeff, dihedral_coeff, improper_coeff, kspace_style, dielectric, special_bonds.

  • 模拟参数可通过以下命令设置：neighbor, neigh_modify, group, timestep, reset_timestep, run_style, min_style, min_modify.

  • 输出选项由 thermo、dump 和 restart 命令设置.

2.2.2.4. 运行模拟#

  • run

  • minimize

  • temper

关于命令的更多详细解释参见官方文档 5. Commands

2.2.3. 拓展阅读#

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