Lammps语法规则及常用任务

DREIDING 是由戈达德集团在加利福尼亚理工学院开发的通用应力场， 可用 于预测有机， 生物和主要无机分子的结构和动力学。 DREIDING 是基于简单的杂 化考虑使用的一般应力常数和几何参数，而不是依赖于参与键，角或扭转项的原 子的特定组合的单独力常数和几何参数。 DREIDING 具有明确的氢键术语， 用于 描述在非常电负性原子（N，O，F）上涉及氢原子的相互作用。 有关 DREIDING 应力场的描述，请参阅(Mayo)。 这些样式选择计算的应力场公式与 DREIDING 应力场一致。 请参阅每个命 令的文档中的计算公式。
Lammps 语法
输入脚本中的每个非空行被当作一个命令。 LAMMPS 命令是区分大小写的。 命令名是小写的,如指定命令参数。 大写字母可能用于文件名或用户选择的 ID 字 符串。 下面是 LAMMPS 每一行的输入脚本解析： （1） 如果某行的最后一个可打印字符是“＆”字符，则假定该命令在下一行 继续。通过删除“＆”字符和换行符，下一行将连接到上一行。这使长命令延续在 两条或更多条的命令上。请参阅（6） ，如何在不使用“＆”字符的情况下在多行上 继续执行命令。 (2) “＃”字符后的所有字符都被视为注释并被丢弃，详见（6） 。注意，“＆”字 符后面的注释将阻止命令在下一行继续。 另外请注意， 对于多行命令， 单个 “＃” 字符将注释整个命令。 （3）某行重复搜索“$”字符，表示用文本字符串替换该变量，详见（6） 。 如果字符“$”后跟大括号，则变量名称是大括号内的文本。如果字符“$”后没 有大括号跟随，则变量名称是紧跟在$之后的单个字符。如${myTemp} 和 $x 的 变量名分别为 "myTemp" and "x"。 变量如何转换为文本字符串取决于变量的样式。 它可以是一个存储多个文本 字符串的变量，并返回其中的一个。返回的文本字符串可以是多个“单词”（空格 分隔） ，然后将其解释为输入命令中的多个参数。该变量还可以存储为一个数学 公式，该公式将被估算，其数值结果作为字符串返回。 如果字符$后跟圆括号则是一种特殊情况，圆括号内的文本被视为 “临时”变 量，并被评估为等式样式的变量。这是在输入脚本中使用数字公式的方法，而不 必给它们分配变量名称。 variable X equal (xlo+xhi)/2+sqrt(v_area) region 1 block $X 2 INF INF EDGE EDGE variable X delete 等价于： region 1 block $((xlo+xhi)/2+sqrt(v_area)) 2 INF INF EDGE EDGE 以便您不必定义（或丢弃）临时变量 X.
请注意， 以下命令不需要重复， 因为它们的设置包含在重新启动文件中： units， atom_style，special_bonds，pair_style，bond_style。 但是，这些命令确实需要使 用，因为它们的设置不在重新启动文件中：neighbor，fix，timestep。 另一种方法是将重新启动文件转换为数据文件，如下所示： lmp_g++ -r tmp.restart.50 tmp.restart.data 然后，该脚本可用于重新运行最后的 50 步： units lj atom_style bond pair_style lj/cut 1.12 pair_modify shift yes bond_style fene special_bonds 0.0 1.0 1.0 read_data tmp.restart.data neighbor 0.4 bin neigh_modify every 1 delay 1 fix 1 all nve fix 2 all langevin 1.0 1.0 10.0 904297 timestep 0.012 reset_timestep 50 run 50
bond_style harmonic bond_style morse angle_style harmonic angle_style cosine angle_style cosine/periodic dihedral_style charmm improper_style umbrella pair_style buck pair_style buck/coul/cut pair_style buck/coul/long pair_style lj/cut pair_style lj/cut/coul/cut pair_style lj/cut/coul/long pair_style hbond/dreiding/lj pair_style hbond/dreiding/morse special_bonds dreiding
2. 2d 模拟 使用 dimension 命令定义 2d 模拟。 默认情况下，通过 boundary 命令设置 z 轴为周期边界。 如果使用 create box 命令来定义模拟边界，则将 z 轴设置为窄，但是有限， 以便使用 create_atoms 命令将单个 z 平面的原子来平铺 3d 模拟边界。例如： create box 1 -10 10 -10 10 -0.25 0.25
3. CHARMM, AMBER, DREIDING 应力场 应力场有两部分组成：定义它的公式和用于特定系统的系数。在这里，我们 只 讨 论 在 LAMMPS 中 执 行 的 公 式 ， 这 些 公 式 与 CHARMM ， AMBER 和 DREIDING 应力场中常用的公式相对应。通过 read_data 命令或在输入脚本中使 用命令（如 pair_coeff or bond_coeff）在输入数据文件中设置系数。有关可以使用 CHARMM 或 AMBER 分配应力场系数并将其输出转换为 LAMMPS 输入的其他 工具，请参见第 9 节。 有关 CHARMM 应力场的描述，请参阅（MacKerel） 。有关 AMBER 应力场 的描述，参见（Cornell） 。 这些样式选择计算的应力场公式与 CHARMM 或 AMBER 中常见选项一致。 请参阅每个命令的文档中的计算公式。
如果使用 read data 命令读取原子坐标文件，则将“zlo zhi”值设置为有限但 窄，类似于刚刚描述的 create_box 命令设置。对于文件中的每个原子，分配一个 z 坐标，使其位于 z 轴边界内。例如：0.0。 使用 fix enforce2d 命令作为最后定义的修改，以确保 z 分量的速度和应力在 每个时间步长都被清零。 做这个最后修该的原因是， 其他修补程序可能生成应力， 这样能清除所引起的任何应力。 注意：在 LAMMPS 的一些模型中，将粒子视为有限大小的球体，而不是点 粒子。 在 2d 中，粒子仍然是球体，而不是圆盘，这意味着它们的惯性矩将与 3d 相同。
bond_style harmonic angle_style charmm dihedral_style charmm pair_style lj/charmm/coul/charmm pair_style lj/charmm/coul/charmm/implicit pair_style lj/charmm/coul/long special_bonds charmm special_bonds amber
4. 从一个输入脚本运行多个模拟 从一个输入脚本运行多个模拟可以通过几种方式完成。
若“多次模拟”是想继续先前的模拟以获得更多的时间步长，那么只需多次 使用运行命令即可。例如： units lj atom_style atomic read_data data.lj run 10000 run 10000 run 10000 run 10000 run 10000 这是对相同的系统运行 5 次连续的模拟，总共 50000 个时间步长。 如果想运行完全不同的模拟，一个接着另一个，可以使用清除命令在它们之 间重新初始化 LAMMPS。例如： units lj atom_style atomic read_data data.lj run 10000 clear units lj atom_style atomic read_data data.lj.new run 10000 该脚本是运行 2 个独立的模拟，一个接着另一个。 对于大量的独立模拟， 可以使用变量 （variables） 、 下一个 （next） 和跳转 （jump） 命令多次使用不同的设置循环模拟相同的输入脚本。 例如， 脚本名称为 in.polymer variable d index run1 run2 run3 run4 run5 run6 run7 run8 shell cd $d read_data data.polymer run 10000 shell cd ..
注意：如果参数本身是一个需要引用参数的命令（例如，使用 print 命令作 为 if 或 run 命令的一部分） ，则单引号，双引号或三引号可以以通常的方式 嵌套。ຫໍສະໝຸດ Lammps 常见任务介绍
本节介绍如何使用 LAMMPS 执行常见任务。 1. 重启模拟 通常有 3 种方法可以继续 LAMMPS 模拟。多个运行命令可以在同一个输入 脚本中使用，每次运行将从上次离开时的运行位置开始。或者使用 restart 命令将 二进制重启文件保存到磁盘。稍后，这些二进制文件可以通过新脚本中的 read_restart 命令读取。或者可以使用-r 命令行切换将其转换为文本数据文件，并 在新脚本中通过 read_data 命令读取。 下面，给出读取二进制重新启动文件或转换后的数据文件的 2 个脚本的示 例，然后发出一个新的运行命令以继续上次离开时的运行位置。示例说明了在新 脚本中必须做出的设置。 详细信息在 read_restart 和 read_data 命令的文档中讨论。 如果脚本有如下一行： restart 50 tmp.restart 添加该脚本，它运行时将生成 2 个二进制重新启动文件（tmp.restart.50 和 tmp.restart.100） 。 该脚本可用于读取第一次重新启动文件并继续运行最后 50 个时 间步长： read_restart tmp.restart.50 neighbor 0.4 bin neigh_modify every 1 delay 1 fix 1 all nve fix 2 all langevin 1.0 1.0 10.0 904297 timestep 0.012 run 50