Lammps软件的学习和应用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,主要内容,分享一些曾经的学习和使用体会,初识,LAMMPS,程序,lammps,程序初识,Lammps,程序的特点,如何有效学习,lammps,程序,如何快速入门,如何有效学习手册,如何应用,lammps,程序解决问题,Lammps,程序应用过程,Lammps,应用的实例分析,Lammps,程序初识,Lammps程序是一个经典分子动力学计算程序。LAMMPS 是代表 Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator 。,官方 lamp: a device that generates light, heat, or therapeutic radiation; something that illumines the mind or soul -,国内交流论坛：,Lammps,程序 能与不能,能features,一般意义并行化，可扩大，脚本化输入，接口化编译,专门意义能建模原子类型，有什么力场，有那些原子操作，如何设置系综/边界/约束，积分方法，输出控制，前后图形处理，以及具有一些什么特色功能,不能non-features,- 非图形化界面，不能自动建立分子构造模型和分配力场参数，不具有复杂的分析的手段，不能可视化输出结果,补救： 工具包，用于建模和分析以及可视化，但是功能不够强大。,必须一些其他前后处理软件几何建模，物理建模，可视化分析结合使用，接口方法。,Lammps程序目前的特点简述,从势场角度看：建模软物质生物分子，聚合物，固态材料金属，半导体，以及粗粒子和介观材料。更一般的说是lammps程序是用来建模原子/介观/连续尺度物质以及其在热、力学、化学条件下的性质的模拟软件，因此是系统化方法。,Lammps程序运行环境：单CPU和多CPU，采用的是消息响应和模拟域的空间分解并行机制。,Lammps程序代码共享和模块化设计，具有功能易于扩大的特性。新版采用C/C+语言书写，周期性发布，以日期为为准，不断更新一些bug和增加一些功能。脚本语言应用开发。,美国能源部下属的圣地亚国家实验室发布，主要 Steve Plimpton, Aidan Thompson, and Paul Crozier,网上邮件组可以解决和及时交流,Lammps,程序入门,选择正确的比正确的选择更重要,明确自己的问题和方向，选择正确的工具,要做的是什么问题，属于物理，化学，力学，材料，还是都有？能否具体到希望要作出什么结果？实验和理论上是否有相似的研究？再看问题是否适合lammps程序？是否有别的程序可以替代选择或者联合选择？,计算环境搭建可行性分析,现有计算机条件:硬件水平决定模拟的规模,是否有相关的支持：软件环境,团队学习的重要：交流是非常重要,学习一点分子动力学根底,物理学根底：原子论，量子论，简单的数学,材料学根底：构造化材料，晶体理论,统计力学根底：热力学知识，统计分布,专业根底：热流热导分析，应力分析，辐射损伤分析，蛋白质,计算机根底：程序学习和改进，编程和硬件识别,Lammps,手册的使用,-,法宝,求人不如求己,准备一份纸版，一份电子版放置在桌面。,养成良好的学习习惯,几个章节必须看1-1,2,3；2-2,3,5,6,7；3-1,2,3；4-all),读做例子有感觉melt，crack，shear,错误信息自己找完美的错误提示信息,随手整理做记录,命令学习工具表达,命令名称：根本上告诉你意义,书写格式：脚本语言的特色,格式选项说明：严格遵守，最好理解含义,范例书写：有助于自己写脚本,本卷须知：特别的地方,相关命令：命令分类学习，比方输入有那些方式，势函数定义有哪几类？,Lammps,程序的应用,千里之行，始于足下,应用步骤程序安装,安装平台环境考虑不同的操作系统，是否并行计算,简单易行的安装,Windows下：命令行执行方式,Linux下：编译选择项,几个关键点：编译器的选择；并行库的位置，相关库的位置,应用步骤-实例学习,输入脚本格式书写：3-1节内容，积木式搭建,分块命令学习方法：,几何模型构建：atom_style, boundary, dimension，units create_atoms, create_box, lattice, read_data, read_restart, region, replicate,物理模型构建：angle_coeff, angle_style, bond_coeff, bond_style, dielectric, dihedral_coeff,过程模型构建：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, computing diagnostics, etc.,输出模型构建：compute过程计算量，热力学输出量全局量，局部表征量单个原子、组原子,实例研读一之裂纹分析,# 2d LJ crack simulation /解释和说明,#-几何模型-,dimension2 /几何维度,boundarys s p /边界设定,atom_styleatomic / 原子类型设定,neighbor0.3 bin /计算方法的设定,neigh_modifydelay 5,# create geometry,latticehex 0.93 /晶格构造,regionbox block 0 100 0 40 -0.25 0.25 /模拟几何区域设定,create_box5 box /创立模拟域几何盒子box,create_atoms1 box /创立原子,#-物理模型-,mass* 1.0 /质量,# LJ potentials,pair_stylelj/cut 2.5 /力场类型,pair_coeff* * 1.0 1.0 2.5 /力场参数,# define groups,#-,过程建模,-,Region 1 block INF INF INF 1.25 INF INF,/,区域划分,grouplower region 1,/,区域内原子分组,region2 block INF INF 38.75 INF INF INF,groupupper region 2,groupboundary union lower upper,groupmobile subtract all boundary,/,组原子可以组合,regionleftupper block INF 20 20 INF INF INF,regionleftlower block INF 20 INF 20 INF INF,groupleftupper region leftupper,groupleftlower region leftlower,setgroup leftupper type 2,/,不同区域原子分配类型,setgroup leftlower type 3,setgroup lower type 4,setgroup upper type 5,# initial velocities,#-过程建模-,compute new mobile temp,velocitymobile create 0.01 887723 temp new /边界施加速度,velocitymobile ramp vy 0.0 0.3 y 1.25 38.75 sum yes,#-分子动力学过程建模-,# fixes,fix1 all nve /积分，样本,# run,#-输出建模-,timestep0.003 /时间步长,thermo200 /采样步长,thermo_modifytemp new,neigh_modify exclude type 2 3,dump1 all atom 500 dump.crack /输出到文件,run 5000 /运行开场,Lammps程序应用之二-外表能计算,物理理论建模是关键，程序仅仅只能是实现的工具,。,新表面,100外表外表能计算,几何建模：简单晶格构造,物理建模：简单合金势函数,区域分块,100外表,过程建模：实现真空层,输出建模：计算能量，原子坐标,输出控制：格式，参变量,能量最小化方法，计算,E0,特殊技巧处理,过程建模：移动盒子，移动原子，产生新的外表，计算产生新外表后的Efinal,计算111外表，首先几何建模的过程中要知道如何在物理和几何上产生111，最后通过lammps的命令的方法实现。,lattice fcc 3.615 origin 0 0 0 orient x 1 1 -2 orient y -1 1 0 orient z 1 1 1,谢谢！,