[转载]关于LAMMPS输出【Output】的问题

无论任何模拟，我们都是想从模拟中得到我们想要的数据【data】，然后分析这些数据，从而提取出相关的信息【MAYBE新的发现】，那么数据的输出是
必然的一道程序，下面谈谈LAMMPS软件是如何输出data。

LAMMPS中处理的输出数据主要分一下三个大的部分：
1.断点数据，这个主要是为了防止模拟过程中出现意外，比如实验室或机房突然断电，程序部分阶段有错误等等。

2.系统热力学量的输出，这些量一般是体系中各个原子的集体行为量，比如温度，压强等
3.单原子详细信息的输出，如我们想得到的轨迹文件
对应于上面的三大部分，LAMMPS设置了不同的命令，有些命令结合在一起实现相关的功能。

1.对于断点数据，原始数据，LAMMPS主要有一下命令进行数据的输入输出。

read_data，read_restart【读入】，restart，write_restart【输出】，如果能灵活运用这几个命令，会让你的模拟在突发事件下得到经济上的收获。

其中命令里有两类通配
符，* 表示时间步，% 表示CPU编号。

2.全局热力学数据，也就是所谓的thermodynamic output，这些量是面向于系统的，而不是面向于某一类，某一组，原子的。

一般是系统
宏观信息的数据。

处理这些数据的命令主要有如下几个 thermo, thermo_modify, thermo_style[这个命令对于初学者要认真研究和调试]，还有相关的把单原子信息转换为【global quantities】的辅助命令：fix ave/time，fix ave/
spatial， compute reduce 这些命令可以自己设定输出的频率，文件名等等。

thermo_style 和 compute/
fix/variable命令结合进行数据的处理和输出是个大学问，这个需要不断的调试才能熟练掌握。

其实研究variable compute 和少数
关于数据处理的fix可以节约你大量后期数据处理的时间。

3.单原子数据。

相关命令主要有dump, dump_modify,undump.时刻牢记这些命令用于处理atom的数据对于你出现的错误就有敏感
性了，呵呵。

4。

echo,print,fix print结合variable可以用于调试你的脚本，纠错。

5.秀个例子，用于输出setforce， group原子于其他相互作用力
#­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­
fix 3 tetras setforce 0.0 0.0 0.0
variable fx equal f_3[1]
variable fy equal f_3[2]
variable fz equal f_3[3]
fix 4 tetras print 1 "­­ ${fx} ${fy} ${fz} ­­"
#­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­
thermo 2
thermo_style custom step f_3[1] f_3[1] f_3[1]
#­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­
以上由redream/一下是fc所写
关于output，手册4.15，曾粗略翻译过
除了restart文件，LAMMPS还有两种基本的输出。

第一种是热力学输出，每隔一定的时间步就打印到屏幕和log文件的一列数。

第二种是dump
文件，包括按照一定的频率写入文件的原子位置快照和各种per­atom数值。

每个模拟打印一组热力学输出；可能生成任意数目的dump文件。

如下所讨
论的，LAMMPS为你提供多种方式来决定当热力学信息和dump文件输出的时候，哪些量是需要计算和打印的。

有3个fix命令可以按照用户选择的量执
行它们自己的输出：fix ave/time用来做时间平均，fix ave/spatial用来做空间平均，以及fix print。

下面会详述。

贯
穿这个讨论，用户要注意他们可以添加自己的compute命令和fix命令，通过这些命令定义自己的输出。

Thermodynamic output 热力学输出的频率和格式是由thermo、thermo_style、thermo_modify命令设置
的。

thermo_style命令也指定了哪些数值需要被计算输出。

可以指定预先定义的变量（例如press、etotal等等）。

还可以指定三类
keyword（c_ID、f_ID、 v_name），分别由compute、fix、variable命令提供相应的数据。

以下依次讲述。

在LAMMPS中，有两种类型的compute命令：一种计算global value（例如温度，压强张量）另一种计算per­atom values。

只有前者可以作为热力学输出。

用户指定的compute命令的ID加上一个可选的下标作为thermo_style命令的一部分。

例如
c_myTemp 输出由该compute得到的标量值；c_myTemp[2]输出第2个矢量分量。

注意compute reduce可以对per­atom的量加和得到global标量和矢量。

fix命令可以生成由热力学输出的global scalar或vector，例如压头（indenter）与原子之间的相互作用能。

这些数值可以通过
与前述compute命令同样的格式，如f_ID、 f_ID[N]。

至于哪个fix计算可通过热力学信息输出的global values请参阅见各个fix的手册。

fix ave/time生成的时间平均的全局量可由热力学输出，例如按时间平均的压强。

可以在in文件中定义变量，除了atom style的变量之外，其它所有的变量都可以通过热力学信息输出，因为atom style的变量生成对应每
个原子的值。

thermo_style通过v_abc的形式调用名为abc的变量。

跟equal style变量有关的公式，可以包含数学操作符、函数（例如x+y,x*y,(),sqrt,exp）、原子属性（例如x[N],fx [N]）、 group函数（例如mass(),vcm()）、热力学量（如temp,press,vol）、compute命令得到的全局量、fix
命令得到的全局量、以及其它variable命令的相关变量。

因此equal­style变量是定义由热力学信息计算和输出的变量的最普遍的方式。

Dump file output
dump文件输出由dump命令和dump_modify命令指定。

有很多预先定义的格式，如dump atom、dump xtc等等。

同样，有一种
用户指定输出各个原子的哪些属性的dump custom格式。

可以指定预定义的keyword（如tag、x、fx）也可以指定另外三种
keyword（即c_ID、f_ID、v_name，分别由compute、fix、variable命令提供相应数值）。

以下依次讲述。

compute命令生成一个或多个可被dump custom共享的per­atom values。

这些compute命令的style中含有
atom字样，例如ke/atom、stress/atom等等。

对于标量的per­atom value来说，可以使用c_myKE调用；对于矢量的per­atom value的某个分量，可以使用c_myStress[2]调用。

fix命令生成可输出到dump文件的per­atom values。

例如，fix ave/atom命令计算每个原子属性值的时间平均，就像那些per­atom compute命令以及atom­style variable。

这些per­atom fix value可以被dump
custom命令通过跟上述处理compute命令同样的方式共享，例如f_myKE或者f_myStress[2]。

variable命令可以在in文件中使用。

只有atom­style变量可用于dump custom输出，因为只有它们生成per­atom value。

dump custom命令通过v_abc的形式引用名为abc的变量。

就像equal style变量类似，跟atom­style变量有关的公式，也可以包含数学操作符、函数（例如x+y、x*y、()、sqrt、exp）、原子属性值（例如x[N]、fx[N]）、group函数（例如mass()、vcm()）、热力学量（如temp、press、vol）、compute命令得到的全局量、fix命令得到的全局量、以及其它生成全局量的非 atom­style变量。

另外，atom­style变量可以引
用原子属性值向量（如x[]、fx[]等）、生成per­atom值的compute、生成per­atom值的fix，以及其它atom­style
变量。

因此atom­style变量是定义由dump文件计算和输出的变量的最普遍的方式。

Fix output 三个用于输出的fix命令需要额外注意：fix ave/time、fix ave/spatial、fix print。

fix ave/time命令能够对任何全局量进行时间平均，例如那些输出的热力学信息。

由用户指定一个或多个需要进行时间平均的物理量，可以是
compute命令得到的全局量、fix命令得到的全局量，或者非atom­style变量。

因为变量可以涉及thermo_style custom 命令使用的keyword（例如temp或press），那么任何热力学量都可以按这种方法进行时间平均。

fix ave/time命令提供了控制如何进行时间积分的几个选项。

它生成的结果可以按照如下两种方法使用。

第一，可将结果直接写入一个文件，每个时
间步的值占一行。

注意可以调节平均参数使得根本不做平均，而只是作为把期望的物理量直接输出到指定的文件的便捷方式。

就像其它生成全局量的fix一样，该fix的结果也可以作为其它任何可以共享全局量的命令的输入，例如thermo_style custom命令，或
者variable命令。

fix ave/spatial命令可以对per­atom量进行空间平均，类似dump文件输出，只不过后者相当于仅把simulation box
分为一层。

per­atom量可以是密度（质量密度或数密度）或者原子的属性例如位置、速度、力，也可以使compute、fix、atom­
style variable计算的per­atom值。

fix ave/spatial命令提供了控制如何进行空间平均的几个选项。

它得到的per­layer值可以按照如下两种方式使用。

第一，直接将其写
入文件。

注意可以调节平均参数使得根本不做空间平均，而只是作为把期望的物理量（1d layer内所有原子的相应值的求和）直接输出得到指定文件的便
捷方式。

就像其它生成全局量的fix一样，该fix的结果也可以作为其它任何可以共享全局量的命令的输入，例如
thermo_style custom
命令，或者variable命令。

至于如何引用这些值，请参阅fix ave/spatial命令的手册说明。

fix print命令在模拟的过程中，定时性的生成写入屏幕和log文件或指定文件的一行输出。

该行输出可以包括一个或多个变量值（非atom­
style变量），如前面已经解释过的，变量本身可以包括引用thermo_style命令的keyword、compute、fix或其它variable命令生成的全局量。

因此fix print命令是区别于正常的热力学信息输出或者dump文件输出，而输出任何期望得到计算的物理量的
方法。

以下这个表格概况了各种输出方法相关的命令，详述了它们的输入输出分别是什么，同样列出了调用它们完成输出的频率。

一般来说，只要两个命令的输入输出相
匹配，那么这两个命令就可以承接使用。

匹配是指输入输出频率以及global还是per­atom属性完全一致。

表格楼主已给出，不再重复
秀个例子，用于输出setforce， group原子于其他相互作用力
#­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­
fix 3 tetras setforce 0.0 0.0 0.0
variable fx equal f_3[1]
variable fy equal f_3[2]
variable fz equal f_3[3]
fix 4 tetras print 1 "­­ ${fx} ${fy} ${fz} ­­"
#­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­
thermo 2
thermo_style custom step f_3[1] f_3[1] f_3[1]
#­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­。