lammps初学者in文件中文解析.doc

Lammps初学者——in文件中文解析

（1）初始化
Units：
Units命令是用来设定模拟的原子类型。
Units style（lammps现在提供的有style=LJ、real、metal、si、cgs、electron）
LJ是硬球模型
Real是真实的原子模型
Metal是金属原子模型
Si是硅（半导体）原子模型
Cgs
Electron是电子模型
Dimension：
Dimension命令是用来定义模拟的维度，默认情况为三维。
Dimension N （N=2，3）
Boundary：
Boundary命令是用来设定模拟的边界条件。
Boundary x y z （x，y，z=p，s，f，m四种类型中的一种或者两种）
P是周期性边界条件
S是自由边界条件（但是具有收缩性）
F是固定边界条件
M是具有最小值的自由边界条件（但是具有收缩性）
Atom-style：
Atom-style定义了模拟体系中的原子属性。
Delete-atoms：
Pair-style：
Pair-style定义了相互作用力场类型，即势函数。
（2）原子定义
1、
Read-data/read-restart：
Read-data或read-restart为从data或restart文件中读取内容来定义原子。
2、
Lattice：
lattice是用来原子类型构建模型晶格结构。
Lattice style scale keyword values...
Style表示点阵类型，点阵类型有none、sc、bcc、fcc、hcp、diamond、sq、sq2、hex、custom。
Scale表示构建的点阵类型的单位长度
Keyword表示后面可以追加0个或者多个关键字，关键字有origin、orient、spacing、a1、a2、a3、basis。
各关键字意思为：

Region：

Create-box：
Create-box命令用于在region box命令指定的区域内创建一个模拟的盒子。
Create_box N region-ID
N为使用该原子类型进行模拟
Region-ID为使用区域的ID使用模拟域
Create-atoms：
Create-atoms用于在所创建的模拟的盒子中填充某种原子。
Create_atoms type style args keyword values ...

（3）设定：
力场系数
Pair-coeff：
模拟参数
Neighbor
Neighbor是定义
Neighbor skin style
Skin为
Style可取bin、nsq、multi
Neighbor-modify：
Group：
Timestep：
Timestep是定义模拟的时间步长。
Timestep dt
Dt为时间步长（时间单位），默认为1ps
Reset-timestep：
Fix
Fix为定义对部分原子或者对系综的操作。
http://lammps.sandia.gov/doc/fix.html
Fix ID group-ID style args
ID=指定的操作名称编号（如1、2、3…….）
Group-ID=制定操作范围的原子（如all……）
Style=操作内容，如何操作
Args=相关操作内容的相关操作参数
Fix-nvt：恒定N（原子数量）、V（体积）、T（温度）对时间积分
Fix-npt：恒定N、P、T对时间积分
Unfix：
Compute/compute-modify：
输出选项
Thermo：
Thermo命令用于定义每隔一定时间步长输出一次采样内容。
Thermo N
每隔N个时间步长输出一次采样内容至屏幕或者log文件
Thermo_style：
Thermo_style命令主要是用来说明采样的内容，即输出到屏幕或者LOG文件中的内容。（http://lammps.sandia.gov/doc/thermo_style.html）
Thermo_style style args
Style=one、multi、custom
Args=特定的参数列表
One args=none
Multi args=none
Custom args=list of attributes
Possible attributes=step、elaosed、elaplong、dt、cpu、tpcpu、spcpu、
Atoms、temp、press、pe、ke、otatal、enthalpy、
Evdwl、ecoul、epair、ebond、eangle、edihed、eimp、
Emol、elong、etail、
Vol、lx、ly、lz、xlo、xhi、ylo、yhi、zlo、zhi、
Xy、xz、yz、xlat、ylat、zlat、
Pxx、pyy、pzz、pxy、pyz、pxz、
Fmax、fnorm、
Cella、cellb、cellc、cellalpha、cellbeta、cellgamma、
c_ID、c_ID[I]、c_ID[I][J]、
f_ID、f_ID[I]、f_ID[I][J]、
V_name
Dump：
Dump命令主要是用来输出计算后单个原子的相关信息的。
Dump ID group-ID style N file args
ID：自己给这个dump命令定义的一个代号（自定义）
group-ID：那些信息需要被输出的原子群（预先定义好group）
Style：类型
N：每经过多少时间步输出信息
File：输出名称
Args：相关参数（每个类型不同）
Restart：
（4）运行
Run：
Minimize：

例一

units metal # 单位为lammps 中的metel 类型
boundary p p p # 周期性边界条件
atom_style atomic # 原子模式
lattice fcc 3.61 # Cu 的晶格常数3.61
region box block 0 4 0 4 0 4 # x,y,z 各方向上的晶胞重复单元数，也即区域大小
create_box 1 box # 将上述区域指定为模拟的盒子
create_atoms 1 box # 将原子按晶格填满盒子
pair_style eam # 选取 Cu 的EAM 势作为模型
pair_coeff * * Cu_u3.eam # EAM 势文件名称
run 0 # 运行0 步，仅为启动lammps 的热力学数据计算
variable E equal pe # 定义变量 E 为系统总势能
variable N equal atoms # 定义变量 N 为系统总原子数
print "the number of atoms & system energy now are $N $E" # 打印信息
create_atoms 1 single 2.45 2.05 2.05 # 在该位置插入一个原子
min_style sd # 能量最小化模式，sd
minimize 1.0e-12 1.0e-12 1000 1000 # 能量最小化参数，指数越大最小化程度越深
print "interstitial introduced, minimized: $N atoms, energy is $E"
fix 1 all nvt 100 100 100 drag 0.2 # nvt 系综，原子数、体积和温度保持不变;T=100K
timestep 0.005 # 步长 0.005fs
run 1000 # 运行 1000 步
print "nvt performed, temperature up: $N atoms, total energy is $E"
fix 1 all nvt 100 0.0001 100 drag 0.2 # nvt 系综，温度由100K 到0.0001K
run 1000 # 运行 1000 步
print "nvt performed, temperature down: $N atoms, total energy is $E"
compute 3 all pe/atom # 计算每个原子的势能
compute 4 all ke/atom # 计算每个原子的动能
compute 5 all coord/atom 3.0 # 计算每个原子的近邻原子数
dump 1 all custom 1 dump.atom id xs ys zs c_3 c_4 c_5 # 将信息写入dump.atom
min_style sd
minimize 1.0e-12 1.0e-12 10000 10000 # 再次能量最小化
print "the final state: $N atoms, total energy is $E" # 打印信息
~

例二

boundary p s s # 边界条件，拉伸方向是周期性，其余是自由边界；如果是薄膜拉伸则是两个周期性，块体则是三个周期性
units metal #单位制定义为metal
atom_style atomic #原子类型自动
neighbor 2.0 bin #截断半径相关的东西
neigh_modifydelay 1 check yes # 邻近原子列表更新速度

#create geometry
lattice fcc 3.61 # 定义晶胞为fcc，晶格常数3.61A
region box block 0 30 0 3 0 3 #定义一个长方体区域叫box，长30，宽和高是3
create_box 1 box #创建了这样一个box
create_atoms 1 box #在box里创建了一种原子
mass 1 63.546 #定义这种原子的质量是63.546

# potentials
pair_style eam # 定义势函数是EAM
pair_coef * * Cu_u3.eam #势所需要的参数在此文件里

#define groups
region 1 block INF 1 INF INF INF INF # 定义了一个叫1的区域
group left region 1 #定义此区域里的原子叫left
region 2 block 29 INF INF INF INF INF #定义了一个叫2的区域
group right region 2 #定义此区域里的原子叫right
group boundary union left right #定义left+ right = boundary
group mobile subtract all left # 定义mobile= all - left

# initialvelocities
velocity left set 0.0 0.0 0.0 # 设置原子初速度为0

computep all pressure thermo_temp # 计算应力，计算结果记为p
variable pressx equal c_p[1] #定义变量pressx=c_p[1],c_p[1]的意思是p里第一个值
variable pressy equal c_p[2] #定义变量pressy=c_p[2],c_p[2]的意思是p里第二个值
variable pressz equal c_p[3] #定义变量pressz=c_p[3],c_p[3]的意思是p里第三个值

thermo_style custom step temp etotal press v_pressx v_pressy v_pressz vol
dump 1 all atom 1000 dump.tensile # 输出结果到dump.tensile
minimize 1.0e-6 1.0e-6 1000 1000 # 驰豫

fix 1 left setforce 0.0 NULL NULL #固定左边的原子
fix 2 all npt 1.0 1.0 1.0 aniso 0.0 0.0 NULL NULL NULL NULL 10.0 drag 1.0

thermo 1000 # 每1000步输出一次结果
timestep 0.002 #时间步长0.002ps
run 10000 #运行10000步

unfix2
fix 3 all nve
fix 4 all temp/rescale 100 1.0 1.0 5 1.0
fix 5 all deform 1000 x erate 0.002 units box #设置沿x方向拉伸，应变率为0.002(1/ps)

compute s all stress/atom #计算每个原子上的应力，计算结果记为s
compute strea all reduce sum c_s[1] #将s里第一个值求和，计算结果记为strea
variable stressa equal c_strea/vol # 定义变量stressa= strea/vol, vol是体积
compute streb all reduce sum c_s[2]
variable stressb equalc_streb/vol
compute strec all reduce sum c_s[3]
variable stressc equal c_strec/vol

thermo_style custom step tempetotal press v_stressa v_stressb v_stressc vol
run 300000