第五讲分子动力学模拟的Lammps实现课件

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,*,*,*,B、使用L-J势模拟裂纹的扩展,裂纹,lower,upper,leftupper,leftlower,x,y,B、使用L-J势模拟裂纹的扩展裂纹lowerupperlef,1,Lammps计算输入文件,#2d LJ crack simulation(,问题的基本初始化,),dimension2,#2,维分子动力学模拟,boundarys s p,#x,y,方向不存在周期边界条件，,z,方向周期边界条件。,atom_style atomic,#,原子类型（金属）,Neighbor 0.3 bin,#,建近邻表参数（,rc+0.3,）,bin,表示为近邻表类型。,neigh_modify delay 5,#,间隔多少载荷步重新形成近邻表,Lammps计算输入文件#2d LJ crack simu,2,Lammps计算输入文件,#create geometry,创建初始几何构形,Lattice hex 0.93,#,指定晶格类型（二维,hex,）和晶格常数,Region box block 0 100 0 40-0.25 0.25,#,定义一个区域,create_box5 box,#,在指定区域建立一个,simulation box,5,表示原子类型的种类数,create_atoms 1 box,#,在,simulation box,中创建类型为,1,的原子（原子位置初始化）,Mass 1 1.0,Mass 2 1.0,Mass 3 1.0,Mass 4 1.0,Mass 5 1.0,#,指定单个原子的质量,Lammps计算输入文件#create geometry创,3,Lammps计算输入文件,#LJ potentials(,指定原子作用势,),pair_stylelj/cut 2.5,#,指定,lj,势，截断半径为,2.5,pair_coeff*1.0 1.0 2.5,#,指定,lj,势参数,#define groups,（便于加载）,Region 1 block INF INF INF 1.25 INF INF,Group lower region 1,#,定义,lower,组（便于施加外加速度）,Region 2 block INF INF 38.75 INF INF INF,Group upper region 2,#,定义,upper,组（便于施加外加速度）,Group boundary union lower upper,#,定义总边界组,Group mobile subtract all boundary,#,定义可动原子组（便于统计温度）,Lammps计算输入文件#LJ potentials(指定,4,Lammps计算输入文件,regionleftupper block INF 20 20 INF INF INF,regionleftlower block INF 20 INF 20 INF INF,groupleftupper region leftupper,groupleftlower region leftlower,#,定义左上、左下原子组（便于指定裂纹的存在）,setgroup leftupper type 2,setgroup leftlower type 3,setgroup lower type 4,setgroup upper type 5,#,指定原子类型（便于指定裂纹的存在）,Lammps计算输入文件regionleftupper,5,Lammps计算输入文件,#initial velocities,初始化速度,computenew mobile temp,#,定义温度的计算（可动区域内统计平均）,compute new2 mobile stress/atom,#,定义原子应力的计算（整个区域）,Velocity mobile create 0.01 887723 temp new,#,按指定的温度（,0.01,）计算方法，初始化原子的速度,Velocity upper set 0.0 0.3 0.0,#upper,原子组,y,方向的速度为,0.3,Velocity mobile ramp vy 0.0 0.3 y 1.25 38.75 sum yes,#mobile,原子的速初始度从,0,到,0.3,线性变化,#fixes,施加约束,fix1 all nve,#nve,系综的积分算法,fix2 boundary setforce NULL 0.0 0.0,#,边界,boundary,上力条件，,钢化原子，便于加载！,Lammps计算输入文件#initial velociti,6,Lammps计算输入文件,#run,运行计算,timestep0.003,#,时间间隔步,Thermo 200,#,每,200,步输出热动力学统计量,thermo_modify temp new,#,计算温度通过,new,指示的方法计算,neigh_modify exclude type 2 3,#,原子,2,，,3,之间作用取消（也就是通过不使他们在近邻表中出现实现）,Dump 1 all atom 500 dump.crack,#,每隔,500,步将原子信息写入文件,dump.crack,Dump 2 mobile custom 500 dump2.crack tag x y z c_new22,run5000,#,进行,5000,步的模拟,Lammps计算输入文件#run运行计算,7,C.使用EAM势模拟Ni的循环行为,u,u,u,z,x,y,常温,30K,条件下,C.使用EAM势模拟Ni的循环行为uuuzxy常温30K条件,8,金属材料模拟中Lammps的单位,金属材料模拟中Lammps的单位,9,#3d metal,拉伸模拟,#,模拟条件的初始化,Units metal,#,指定模拟中的单位类型,boundarys s s,#,指定模拟的边界条件,atom_style atomic,#,指定原子类型，原子的属性,Lattice fcc 3.52,#,指定材料的晶格类型和晶格常数,region box block-5 5-5 5-15 15,#xlo,xhi,ylo,yhi,zlo,zhi=,区域,box,的上下限,create_box 1 box,#,建立只有,1,中原子类型的,simulation box,create_atoms 1 box,#,在,simulation box,中创建类型为,1,的原子（原子位置初始化）,Lammps计算输入文件,#3d metal 拉伸模拟Lammps计算输入文件,10,pair_styleeam,#,定义原子之间相互作用势,pair_coeff*Ni_u3.eam,#,定义作用势的参数，通过文件输入,Neighbor 2.0 bin,#,定义近邻表参数,(r+rc),rc=2.0,埃,neigh_modify delay 5,#,定义更新近邻表的加载步间隔,Lammps计算输入文件,pair_styleeamLammps计算输入文件,11,regionlower block INF INF INF INF INF-13,#,生成,lower,区域，便于加载,regionupper block INF INF INF INF 13 INF,#,生成,upper,区域，便于加载,grouplower region lower,#,定义,lower,组,groupupper region upper,#,定义,upper,组,groupboundary union lower upper,#,定义,boundary,组,groupmobile subtract all boundary,#,定义,mobile,组，便于计算统计温度（调温）,Lammps计算输入文件,regionlower block INF INF INF,12,#,定义计算和边界钢化,compute new2 all centro/atom,#,定义计算原子的适配度（针对所有的原子）,compute new3 mobile temp,定义计算统计温度（针对可动原子）,Fix 1 all nve,#,时间积分算法（微正则系综）,fix2 lower setforce NULL NULL 0.0,#,使得,lower group,之间没有,z,方向的力，,z,方向钢化,fix3 upper setforce NULL NULL 0.0,#,使得,upper group,之间没有,z,方向的力，,z,方向钢化,Lammps计算输入文件,#定义计算和边界钢化Lammps计算输入文件,13,#,定义控温和原子速度初始化,fix4 mobile temp/rescale 10 30.0 30.0 5.0 1.0,#,使用直接调温法调整,mobile,原子的速度，每,10,步一调,#,使得目标温度为,30+-1K,，温度在,30+-5rescale,之外调,fix_modify 4 temp new3,#,调温时，计算温度采用,news,计算,Velocity mobile create 30 887723 temp new3,#,初始化,mobile group,中原子的初速度,#,通过温度,30K,初始化，温度通过,new3,计算，,887723,为随机数,Lammps计算输入文件,#定义控温和原子速度初始化Lammps计算输入文件,14,dump 2 all custom 200 d_t.txt tag x y z c_new2,#,定义输出，每两百步输出一次,#tag,为原子标号,#x,，,y,，,z,为原子坐标,#c_new2,为,new2,所计算的原子适配度,#,这一参数可以判断原子是否是理想晶格,#,或者在位错和堆垛层错上,timestep0.001,#,时间步长间隔（,ps=10e-12,秒）,#,时间步长在飞秒量级,10e-15,秒,#,小于原子自振周期的十分之一（,0.1ps/10,）,Lammps计算输入文件,dump 2 all custom 200 d_t.txt,15,Lammps计算输入文件,thermo_style custom step temp pe etotal press vol,#,屏幕输出梁的控制，,step,加载步,#temp,温度，,pe,总势能，,etotal,总能量,#press,为压强,vol,为,simulation box,的体积,thermo100,#,每,100,步在屏幕上打印统计热动力学量,thermo_modify temp new3,#,输出的温度为,new3,的计算值,Lammps计算输入文件thermo_style custo,16,#,弛豫和循环加载,run 2000,#,不加任何载荷计算,2000,步,velocityupper set 0 0 0.4,velocitylower set 0 0-0.4,run 10000,velocityupper set 0 0-0.4,velocitylower set 0 0 0.4,run 20000,velocityupper set 0 0 0.4,velocitylower set 0 0-0.4,run 10000,#,循环载荷模拟,Lammps计算输入文件,#弛豫和循环加载Lammps计算输入文件,17,D.使用EAM势模拟Ni的剪切行为,v,upper,lower,mobile,z,x,y,Ni FCC,晶格,D.使用EAM势模拟Ni的剪切行为vupperlowermo,18,D.使用EAM势模拟Ni的剪切行为,Z,x,Y,y,z,D.使用EAM势模拟Ni的剪切行为ZxY01,19,#3d metal shear simulation 3,维金属剪切模拟,Units met