【正文】 processors boundary atom style atom modify atom type 選擇單位系統(tǒng)， LJ、 real、 metal 2D or 3D? 默認(rèn)是 3D 邊界條件：周期性邊界 or自由邊界？ 定義你的模擬體系中的原子屬性 告訴 lammps在你的模擬中使用何種力場(chǎng)？ pair_style, bond_style, angle_style, dihedral_style, improper_style Lammps軟件的應(yīng)用 應(yīng)用步驟 —程序安裝 安裝平臺(tái)環(huán)境（考慮不同的操作系統(tǒng)，是否并行計(jì)算） 簡(jiǎn)單易行的安裝 ? Windows下：命令行執(zhí)行方式 ? Linux下：編譯選擇項(xiàng) ? 幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：編譯器的選擇；并行庫(kù)的位置，相關(guān)庫(kù)的位置 應(yīng)用步驟 實(shí)例學(xué)習(xí) 輸入腳本格式書(shū)寫(xiě)： 31節(jié)內(nèi)容，積木式搭建 分塊命令學(xué)習(xí)方法： 幾何模型構(gòu)建 ： atom_style, boundary, dimension， units create_atoms, create_box, lattice, read_data, read_restart, region, replicate 物理模型構(gòu)建： angle_coeff, angle_style, bond_coeff, bond_style, dielectric, dihedral_coeff 過(guò)程模型構(gòu)建 ： Fix： is any operation that is applied to the system during timestepping or minimization. Examples include updating of atom positions and velocities due to time integration, controlling temperature, applying constraint forces to atoms, enforcing boundary conditions, puting diagnostics, etc. 輸出模型構(gòu)建： pute過(guò)程計(jì)算量，熱力學(xué)輸出量（全局量），局部表征量（單個(gè)原子、組原子） 使用 LJ勢(shì)模擬裂紋的擴(kuò)展 使用 EAM勢(shì)模擬 Ni的剪切行為 Cu、 Ni等金屬的凝固過(guò)程模擬 表面能計(jì)算 A. 使用 LJ勢(shì)模擬裂紋的擴(kuò)展 裂紋 lower upper leftupper leftlower x y Lammps計(jì)算輸入文件 ? 2d LJ crack simulation(問(wèn)題的基本初始化 ) ? dimension 2 ? 2維分子動(dòng)力學(xué)模擬 ? boundary s s p ? x,y方向不存在周期邊界條件， z方向周期邊界條件。 Lammps程序代碼共享和模塊化設(shè)計(jì)，具有功能易于擴(kuò)充的特性。 Lammps的基本原理 編寫(xiě)、輸入模擬程序 運(yùn)行模擬 可視化 結(jié)果分析 輸出結(jié)果 Lammps輸入文件的主要組成部分 Initialization Atom definition Settings Run a simulation 后面的兩個(gè)部分可以按照需要多次重復(fù)。 Ma terials Explorer軟件擁有完美的圖形界面 ， 方便使用者操作 。 Materials Explorer 立足于 Windows平臺(tái)的多功能分子動(dòng)力學(xué)軟件 。維護(hù)服務(wù)很好。 TINKER 免費(fèi) 一般性分子動(dòng)力學(xué)軟件，對(duì)生物體系略有偏重。計(jì)算效率低。有很好的內(nèi)置勢(shì)能模型，自定義新模型和新分子很方便，有很完善的維護(hù)網(wǎng)站。Lammps與分子動(dòng)力學(xué) 常用模擬軟件 Lammps功能和原理 經(jīng)典范例 1. 常用的 MD模擬軟件 NAMD： 免費(fèi) 主要針對(duì)與生物和化學(xué)軟材料體系，程序設(shè)計(jì)水平高，計(jì)算效率高。計(jì)算效率不高運(yùn)算速度慢。 GROMACS 免費(fèi) 主要針對(duì)生物體系，也適當(dāng)照顧一般化學(xué)體系。優(yōu)點(diǎn) 支持多種模型。 ?Materials Studio LAMMPS 免費(fèi) 一般性分子模擬軟件。 擁有強(qiáng)大的分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算及 Monte Carlo軟件包 ， 是結(jié)合應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)研究材料工程的有力工具 。 2. Lammps功能和原理 Lammps初識(shí) Lammps的功能 Lammps的原理 Lammps的特點(diǎn) Lammps的應(yīng)用 Lammps初識(shí) Lammps程序是一個(gè)經(jīng)典分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算程序。 Lammps軟件目前的特點(diǎn) 從勢(shì)場(chǎng)角度看 ：建模軟物質(zhì)（生物分子，聚合物），固態(tài)材料（金屬，半導(dǎo)體），以及粗粒子和介觀(guān)材料。新版采用 C/C++語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)，周期性發(fā)布，以日期為為準(zhǔn)，不斷更新一些 bug和增加一些功能。 ? atom_style atomic ? 原子類(lèi)型（金屬） ? Neighbor bin ? 建近鄰表參數(shù)（ rc+） bin表示為近鄰表類(lèi)型。 ? x y z c_new2[4] ? 每 100步輸出， c_new1d[4]為 new1d計(jì)算的原子應(yīng)力 ? thermo 100 ? thermo_modify temp new2d ? 每次輸出屏幕上的溫度按 new2d方案計(jì)算 ? reset_timestep 0 ? 重新設(shè)當(dāng)前為第 0步 ? run 3000 ? 剪切計(jì)算 3000步 C. 熔化、凝固過(guò)程模擬： Ar Cu Al 對(duì)于 Cu，建立 8 8 5的 FFC晶格體系，充分弛豫后利用 NoseHover方法，保持壓強(qiáng)為 0，從 K開(kāi)始加熱，直至 發(fā)生熔化轉(zhuǎn)變。 新表面 Cu(100) 晶面的表面能計(jì)算 幾何建模：簡(jiǎn)單晶格結(jié)構(gòu) 物理建模：簡(jiǎn)單合金勢(shì)函數(shù) 區(qū)域分塊 100表面 過(guò)程建模：實(shí)現(xiàn)真空層 輸出建模：計(jì)算能量，原子坐標(biāo) 輸出控制：格式，參變量 能量最小化方法，計(jì)算 E0 特殊技巧處理 過(guò)程建模：移動(dòng)盒子，移動(dòng)原子， 產(chǎn)生新的表面 ，計(jì)算產(chǎn)生新表面后的 E（ final） 計(jì)算 111表面，首先幾何建模的過(guò)程中要知道如何在物理和幾何上產(chǎn)生（ 111），最后通過(guò) lammps的命令的方法實(shí)現(xiàn) 。 多種先進(jìn)算法的綜合運(yùn)用使 Material Studio成為一個(gè)強(qiáng)有力的模擬工具。 應(yīng)用領(lǐng)域 ：材料、化工、物理等 作用： 為化學(xué)家、材料科學(xué)家和工程師帶來(lái)有力 模擬方法。 ?MS Visualizer的操作界面： 工具欄 任 務(wù) 欄 模型可視化窗口 —— 建模欄 任務(wù)監(jiān)控欄 背景 : 當(dāng)前 ， 可應(yīng)用于大周期性體系的密度泛函理論 （ DFT） 取得了顯著的進(jìn)展 ， 已經(jīng)成為解決材料設(shè)計(jì) 、 加工中難題的有效方法 。 首先我們要優(yōu)化 BN立方晶體的結(jié)構(gòu) ， 然后計(jì)算它的彈性常數(shù) 。所以我們?cè)O(shè)置 SCF、k點(diǎn)取樣和 FFT格子的精度為 Fine。 按下 more按鈕，選中 Optimize cell。 關(guān)閉CASTEP Electronic Options對(duì)話(huà)框 ?，F(xiàn)在我們可以繼續(xù)計(jì)算優(yōu)化結(jié)構(gòu)的彈性常數(shù)。將 Number of steps for each strain由 4增加為 6，按 Run運(yùn)行。 對(duì)于給定的模式來(lái)說(shuō) ， m代表當(dāng)前的應(yīng)變模式 ，n代表當(dāng)前的應(yīng)變振幅 。 此文檔中的信息包括 ： *輸入的應(yīng)變和計(jì)算出的應(yīng)力的總結(jié) *每一種應(yīng)變模式線(xiàn)性擬合和擬合質(zhì)量的計(jì)算結(jié)果 *給定對(duì)稱(chēng)性下計(jì)算出的應(yīng)力與彈性常數(shù)之間的對(duì)應(yīng) *彈性常數(shù) Cij和彈性柔量 Sij的表格 *導(dǎo)出量：體積模量和其倒數(shù)、壓縮系數(shù)、楊氏模量、Poisson比、 Lame 常數(shù) (用于模擬各向同性介質(zhì) ) CASTEP可以使用這些結(jié)果來(lái)分析每一個(gè)運(yùn)行計(jì)算出來(lái)的壓力張量 ， 產(chǎn)生一個(gè)有關(guān)彈性性質(zhì)的文件 。 =============================================== Elastic constants from Materials Studio: CASTEP =============================================== Summary of the calculated stresses ********************************** Strain pattern: 1 ====================== Curre