更改上述代码,1.要求输入参数是晶胞结构POSCAR;2.识别C原子的位置,用拓扑学的方式表征C原子在晶胞中的位置组合
时间: 2024-03-25 15:37:07 浏览: 77
以下是修改后的代码,实现了输入晶胞结构 `POSCAR`,并且识别其中的 C 原子位置,并用 Delaunay 三角剖分的方法计算 C 原子的拓扑性质,包括欧拉数、拓扑边界和拓扑不变量的计算:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.spatial import Delaunay
# 读取POSCAR文件
with open("POSCAR", "r") as f:
lines = f.readlines()
lattice_constant = float(lines[1])
lattice_vectors = np.array([list(map(float, lines[i].split())) for i in range(2, 5)])
atom_positions = np.array([list(map(float, lines[i].split())) for i in range(8, len(lines))])
# 原子种类
atom_species = lines[5].split()
# 提取C原子的位置
c_positions = atom_positions[np.where(np.array(atom_species) == "C")[0]]
c_positions = c_positions/lattice_constant
# 对C原子位置进行三角剖分
tri = Delaunay(c_positions)
# 绘制三角网格
plt.triplot(c_positions[:, 0], c_positions[:, 1], tri.simplices)
# 计算拓扑不变量:欧拉数
n_vertices = len(c_positions)
n_edges = len(tri.edges)
n_faces = len(tri.simplices)
euler_number = n_vertices - n_edges + n_faces
print("Euler number:", euler_number)
# 计算拓扑不变量:拓扑边界
n_boundary_edges = len([e for e in tri.edges if -1 in e])
print("Boundary edges:", n_boundary_edges)
# 计算拓扑不变量:拓扑不变量
n_connected_components = len(tri.vertex_neighbor_vertices[0])
print("Connected components:", n_connected_components)
plt.show()
```
该代码首先读取了 `POSCAR` 文件,提取出晶格常数、晶格矢量和原子位置等信息。然后根据原子种类,提取出 C 原子的位置,并进行三角剖分。接着计算了 C 原子的欧拉数、拓扑边界和拓扑不变量,并输出结果。在实际应用中,可能需要根据具体的问题和需要,修改代码中的拓扑学工具和算法进行分析。
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