一份分子动力学模拟资源lammpsMS适合初学者ppt课件

分子动力学模拟：金属晶体建模与计算模拟1、建模练习2、编程练习3、结果分析0、分子动力学介绍 作者：作者：ECJTU MingMu分子动力学模拟：金属晶体建模与计算模拟1、建模练习2、编程练10、分子动力学介绍分子动力学的原理&步骤原理：多体问题的严格求解，需要建立并求解体系的薛定谔方程，根据波恩-奥本海默近似，原子核的运动可以用经典动力学方法处理 薛定谔方程 牛顿运动方程（简化计算）步骤建立一个由N 个粒子（分子）组成的模型体系解N 个粒子（分子）组成的模型体系的牛顿运动方程直至平衡平衡后，进行材料性能的计算，对模拟结果进行分析0、分子动力学介绍分子动力学的原理&步骤2分子分子动动力学方法工作框力学方法工作框图图分子动力学方法工作框图3分子分子动动力学运行流程力学运行流程图图进行分子动力学运算的几个必备步骤：首先建立计算模型设定计算模型的初始坐标和初始速度选定合适的时间步长选取合适的原子间相互作用势函数，便于进行力的计算选择合适的算法、边界条件和外界条件计算对计算数据进行统计处理分子动力学运行流程图进行分子动力学运算的几个必备步骤：41、建模练习软件materials stuidio 5.5 Fe晶体练习1、建模练习软件materials stuidio 5.5 5一份分子动力学模拟资源lammpsMS适合初学者ppt课件6H2O练习H2O练习7一份分子动力学模拟资源lammpsMS适合初学者ppt课件8Fe-H2O-Fe练习Fe-H2O-Fe练习91、建模练习软件lammps编程create_atoms 1 single 2.45 2.05 2.05#在在该该位置插入一位置插入一个原子个原子min_style sd#能量最小化模式，能量最小化模式，sdminimize 1.0e-12 1.0e-12 1000 1000#能量最小化参数，能量最小化参数，指数越大最小化程度越深指数越大最小化程度越深print interstitial introduced,minimized:$N atoms,energy is$Efix 1 all nvt 100 100 100 drag 0.2#nvt 系系综综，原子数、，原子数、体体积积和温度保持不和温度保持不变变;T=100Ktimestep 0.005#步步长长 0.005fsrun 1000#运行运行 1000 步步print nvt performed,temperature up:$N atoms,total energy is$Efix 1 all nvt 100 0.0001 100 drag 0.2#nvt 系系综综，温度由，温度由100K 到到0.0001Krun 1000#运行运行 1000 步步print nvt performed,temperature down:$N atoms,total energy is$Ecompute 3 all pe/atom#计计算每个原子的算每个原子的势势能能compute 4 all ke/atom#计计算每个原子的算每个原子的动动能能compute 5 all coord/atom 3.0#计计算每个原子的近算每个原子的近邻邻原原子数子数#dump 1 all custom 1 dump.atom id xs ys zs c_3 c_4 c_5#将信息写入将信息写入dump.atomdump 1 all custom 1 dump.lammpstrj id xs ys zs c_3 c_4 c_5min_style sdminimize 1.0e-12 1.0e-12 10000 10000#再次能量最小再次能量最小化化units metal#单单位位为为lammps 中的中的metel 类类型型boundary p p p#周期性周期性边边界条件界条件atom_style atomic#原子模式原子模式lattice fcc 3.61#Cu 的晶格常数的晶格常数3.61region box block 0 4 0 4 0 4#x,y,z 各方向上各方向上的晶胞重复的晶胞重复单单元数，也即区域大小元数，也即区域大小create_box 1 box#将上述区域指定将上述区域指定为为模模拟拟的的盒子盒子create_atoms 1 box#将原子按晶格填将原子按晶格填满满盒子盒子pair_style eam#选选取取 Cu 的的EAM 势势作作为为模型模型pair_coeff*Cu_u3.eam#EAM 势势文件名称文件名称run 0#运行运行0 步，步，仅为仅为启启动动lammps 的的热热力学力学数据数据计计算算variable E equal pe#定定义变义变量量 E 为为系系统总势统总势能能variable N equal atoms#定定义变义变量量 N 为为系系统统总总原子数原子数1、建模练习软件lammps编程units metal#10boundary p s s#边界条件，拉伸方向是周期性，其余是自由边界；如果是薄膜拉伸则是两个周期性，块体则是三个周期性units metal#单位制定义为metalatom_style atomic#原子类型自动neighbor 2.0 bin#截断半径相关的东西neigh_modify delay 1 check yes#邻近原子列表更新速度#create geometrylattice fcc 3.61#定义晶胞为fcc，晶格常数3.61Aregion box block 0 30 0 3 0 3#定义一个长方体区域叫box，长30，宽和高是3create_box 1 box#创建了这样一个boxcreate_atoms 1 box#在box里创建了一种原子mass 1 63.546#定义这种原子的质量是63.546#potentialspair_style eam#定义势函数是EAMpair_coeff *Cu_u3.eam#势所需要的参数在此文件里#define groupsregion 1 block INF 1 INF INF INF INF#定义了一个叫1的区域group left region 1#定义此区域里的原子叫leftregion 2 block 29 INF INF INF INF INF#定义了一个叫2的区域group right region 2#定义此区域里的原子叫rightgroup boundary union left right#定义left+right=boundarygroup mobile subtract all left#定义mobile=all-left#initialvelocitiesvelocity left set 0.0 0.0 0.0#设置原子初速度为0compute p all pressure thermo_temp#计算应力，计算结果记为p variable pressx equal c_p1#定义变量pressx=c_p1,c_p1的意思是p里第一个值variable pressy equal c_p2#定义变量pressy=c_p2,c_p2的意思是p里第二个值variable pressz equal c_p3#定义变量pressz=c_p3,c_p3的意思是p里第三个值thermo_style custom step temp etotal press v_pressx v_pressy v_pressz vol boundary p s s 111，直接把，直接把msi2lmp.exe拷拷贝贝到指定文件到指定文件夹夹下（最好下（最好单单独独一个）；一个）；2，在，在ms中建立好中建立好结结构模型后，在构模型后，在ds模模块块或者或者forcite模模块块中指定力中指定力场类场类型，如型，如对对xxx结结构指定构指定为为cvff力力场场（这这一一块块看你需要，人工或自看你需要，人工或自动动指定），并根据你的需要指定），并根据你的需要删删除或者除或者改改变变一些一些结结构信息（如构信息（如删删除除键长键长，改，改变变某些原子的力某些原子的力场类场类型，在型，在ms中比中比较较容易容易实现实现）（）（这样这样做的目的是做的目的是为为了少在了少在lammps的的data文件中做修改），文件中做修改），export结结构保存构保存为为.car格式，同格式，同时时自自动动有有.mdf格式的文件生成（格式的文件生成（mdf文件中保存文件中保存有有对应对应的力的力场场参数信息，如上面的参数信息，如上面的cvff力力场场）；）；3，将，将xxx.car和和xxx.mdf文件拷文件拷贝贝到到msi2lmp.exe所在的所在的文件文件夹夹，并将，并将tools/msi2lmp/biosym_frc_files文件中文件中对对应应的力的力场场文件拷文件拷贝贝到到这这个文件个文件夹夹中（如上面的中（如上面的cvff.frc）（很多朋友在（很多朋友在转转化化过过程中程中报错报错找不到力找不到力场场信息就是信息就是这这个原个原因，没有力因，没有力场场文件来解文件来解释释.mdf文件，文件，lmp自自带带的力的力场场文件文件和和ms中的力中的力场场文件一模一文件一模一样样，所以，所以这这一步很关一步很关键键，一定，一定记记住你在住你在ms中中给结给结构指定力构指定力场时场时用的那种力用的那种力场场，在，在这这就就拷拷贝贝那种力那种力场场，我一般就用，我一般就用cvff，呵呵足，呵呵足够够了）；了）；4，在，在这这个文件目个文件目录录下，通下，通过终过终端命令行端命令行./msi2lmp.exe xxx-class I-frc cvff data.xxx 运行程序，运行成功生运行程序，运行成功生成成data.xxx文件和文件和xxx.lammps05文件，文件，data.xxx是空的是空的可以直接可以直接删删除，数据在除，数据在xxx.lammps05文件中。文件中。5，在，在xxx.lammps05文件中修改力文件中修改力场场参数（把自己的数据加参数（把自己的数据加进进去），去），ok！1，直接把msi2lmp.exe拷贝到指定文件夹下（最好单独12一份分子动力学模拟资源lammpsMS适合初学者ppt课件13Thank you for your attention！Thank you for your attention！14