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。

1. 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 ...

1. 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：

1. 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

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

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