LAMMPS模拟Ni循环行为：EAM势与分子动力学

本文主要介绍了使用分子动力学模拟软件LAMMPS来模拟Ni的循环行为，特别是通过EAM势函数。LAMMPS是一种广泛使用的开源分子模拟软件，适用于各种系统的模拟，包括软物质和固体物理。文章还列举了其他常见的分子动力学模拟程序，如NAMD、AMBER、CHARMM、GROMACS、TINKER和DL-POLY，分别阐述了它们的特点和适用领域。 在分子动力学模拟中，EAM（Embedded Atom Method）势是一种常用的势函数，用于描述金属材料的相互作用。它考虑了原子间的电子云分布，能够较为准确地模拟金属的结构和动力学行为。在模拟Ni的循环行为时，通常会在常温（例如30K）条件下进行，以研究其在不同条件下的性能变化。 LAMMPS的优势在于其高度的灵活性和计算效率，它支持多种势能模型，包括L-J势（Lennard-Jones势），这在模拟裂纹扩展等现象时非常有用。L-J势常用于无量纲化的计算，其单位系统简化了问题的处理，使得模拟更易于进行。此外，LAMMPS还具有友好的编程接口，允许用户自定义模拟过程，并且提供了丰富的分析工具。 在模拟Ni的循环行为时，可能会涉及到晶格动力学、扩散、应变硬化等多个物理过程。这些过程通过时间演化来揭示材料的机械性能和热力学特性。通过LAMMPS，研究人员可以调整模拟参数，如温度、应变速率和载荷条件，以研究Ni在不同环境下的疲劳、塑性变形和相变等现象。 MaterialsExplorer作为另一款分子动力学软件，提供了一个图形用户界面，使得非编程背景的用户也能轻松进行模拟。它包含了多种力场选项，如EAM和AMBER，覆盖了广泛的材料类型，从有机物到金属、陶瓷和半导体，为材料科学的研究提供了全面的工具集。 分子动力学模拟通过使用如LAMMPS这样的软件，结合不同的势函数，能够深入理解材料的行为，尤其是在复杂条件下的循环行为，对于材料设计和优化具有重要意义。通过模拟，科学家们可以预测材料的性能，进而改进材料的性质，应用于实际的工业和科研领域。