lammps输入文件命令中文详解

作者: 御剑江湖收录日期: 2011-03-31 发布

日期: 2011-03-24

Commands

描述了lammps输入文件的格式和在定义lammps模拟所需要的命令.

1.1 LAMMPS input script

我们用lammps做分子动力学模拟, 需要一个输入文件. lammps在执行计算的时候, 从这个文本文件中逐行读入命令. 大多数情况, lammps输入文件中各个命令的顺序并不是很重要. 但是你要注意以下

几点:

(1) lammps并不是将你的输入文件全部读入之后才开始进行计算的, 或者说, 每条命令在它被读入之后就会起作用了. 注意, 下面两组命令的执行效果是不相同的.

timestep 0.5

run 100

run 100

和

run 100

timestep 0.5

run 100

(2) 有些命令只有在另一些命令已经被定义的情况下才有效. 例如如果你要设定一组原子的温度, 那么用group命令定义哪些原子属于这个组才行.

(3) 还有一种情况就是: 命令B要用到命A 设置的一些数值, 这样你也不能颠倒这两个命令的顺序.

每个命令的详细介绍中的Restrictions部分会说明要使用该命令定义的时候哪些命令必须要被预先定义.

如果你的输入文件书写的格式有问题,

lammps在执行的时候会提示ERROR或者WARNING , 出现类似信息时, 你可以到手册的第九章中查询原因.

1.2 Parsing rules

输入文件中的每一非空行都被认为是一条命令. lammps中命令的书写是对大小写敏感的, 不过一般的命令和参数都是小写的, 大写字母用于极少数的情况.

(1) 命令行后的& 表示这一行跟下一行是同一条命令. 这一点跟FORTRAN很像.

(2) 命令行最开始的# 表示这一行在执行

过程中被忽略, 你可以用它来写注释.

(3) $ 是跟声明变量有关系的, 我暂时还没用到过, 具体请参阅variable命令的详细介绍.

(4) 命令行被tabs, spaces间隔成各个“words”, 注意这里的“words”可以包含字母、数字、下划线、或标点符号.

(5) 一行中第一个词是命令名, 后续的词是相关的参数.

(6) 双引号内的文字空格被整体地当作一个参数, 其中的# 或$ 就没有前面说的作用了.

1.3 Input script structure

lammps的输入文件一般分为4个部分Initialization, Atom definition, Settings, Run a simulation

后面的两个部分可以按照需要多次重复. Remember that almost all the commands need only be used if a non-default value is desired.

(1) Initialization

在你的模拟体系定义之前, 一些参数必须要被设置. 相关的命令有:units, dimension, newton, processors, boundary, atom_style, atom_modify.

units: 选择单位系统, lammps提供了lj、real、metal三种单位系统

dimension: 2d模拟还是3d模拟, 默认是3d

boundary: 边界条件：周期性边界or自由边界

atom_style: 定义你的模拟体系中的原子属性, 注意这个style要区分后面设置力场参数时命令里提到的atom type

还有, 这些命令告诉lammps在你的模拟中使用何种力场: pair_style, bond_style, angle_style,

dihedral_style, improper_style.

(2) Atom definition

lammps提供3种方式定义原子:

①通过read_data或read_restart命令从data或restart文件读入, 这些文件可以包含分子拓扑结构信息.

②按照晶格的方式创建原子(不包含分子拓扑信息), 你会用到这几个命令: lattice, region, create_box, create_atoms.

③已经设置好的原子可以用replicate命令

复制以生成一个更大规模的模拟体系.

(3)Settings

原子和分子的拓扑信息定义好后, 你要制定一系列的设置: 力场系数、模拟参数、输出选项等等.

力场系数可以通过这些命令定义: pair_coeff, bond_coeff, angle_coeff, dihedral_coeff, improper_coeff, kspace_style, dielectric, special_bonds. 注意, 其实力场系数也可以在data 文件中制定, 详见read_data命令介绍.

各种模拟参数由这些命令设置: neighbor, neigh_modify, group, timestep, reset_timestep,

run_style, min_style, min_modify.

我觉得fix命令是lammps中很重要的一个命令, 它包括很多子命令, 可以施加一系列的边界条件、时间积分、诊断选项等等.

模拟过程中通过下面的命令制定lammps进行各种计算: compute, compute_modify, variable.

输出选项由thermo, dump, restart命令设置.

(4)Run a simulation

使用run命令开始一个分子动力学模拟, 用minimize命令来实施能量最小化(molecular statics),