LAMMPS分子动力学模拟详解——中文指南

"LAMMPS手册-中文版讲解.pdf" LAMMPS，全称Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator，是一个广泛使用的分子动力学软件，它能够模拟各种复杂的物理系统，如液体、固体和气体的粒子系统。LAMMPS的特点在于其高度的灵活性和可扩展性，它支持多种力场、边界条件和原子模型，能够处理从几十到数亿个粒子的系统。此外，LAMMPS不仅能在单个处理器的设备上高效运行，还特别为并行计算设计，可以在安装了C++编译器和MPI（Message Passing Interface）的分布式或共享式并行机，以及Beowulf集群上运行。 LAMMPS的主要功能包括： 1. **并行计算能力**：LAMMPS利用分布式MPI策略，将模拟空间分解成小块，每个处理器负责一部分，通过通信处理边界处的“幽灵”原子，实现高效的并行计算。 2. **空间分解技术**：为了优化计算效率，LAMMPS使用邻近清单来追踪粒子间的相互作用，避免因局部密度过高导致的计算负担。 3. **开放源代码和高度可扩展**：用户可以根据需求添加新的力场、原子模型、边界条件和诊断功能，这使得LAMMPS能够适应各种定制化的模拟需求。 4. **单一输入脚本**：LAMMPS通过一个输入脚本即可完成复杂模拟任务，包括运行过程中的变量和方程定义，以及循环控制，使得操作简单易行。 5. **支持多种粒子和模拟类型**：LAMMPS支持全原子、粗粒化粒子、聚合物、生物分子、金属、粒状和粗粒化材料等，甚至包括刚性粒子和点偶极粒子等多种模型。 6. **丰富的力场选择**：LAMMPS提供了如pairstyle、bondstyle、anglestyle、dihedral等命令，允许用户选择或定义各种力场，如EAM（Embedded Atom Method）、REBO（ReaxFF）、CHARMM等，用于描述不同类型的相互作用。 7. **其他特性**：LAMMPS还支持使用FFT（快速傅里叶变换）进行计算，提供方便的变量和方程语法，以及在运行过程中动态调整模拟参数的能力。 LAMMPS是一个强大且灵活的分子动力学模拟工具，广泛应用于材料科学、化学、生物物理、纳米技术和工程等多个领域。无论是学术研究还是工业应用，LAMMPS都因其强大的功能和易用性而备受青睐。通过深入理解和熟练运用LAMMPS手册，用户能够解决各种复杂的物理和化学问题，进行高精度的模拟计算。