LAMMPS分子动力学模拟教程：从入门到进阶

"分子动力学模拟及其LAMMPS实现-讲义.pdf" 这是一份关于分子动力学模拟的讲义，特别关注了LAMMPS软件的使用和实现。分子动力学模拟是一种强大的计算方法，用于研究物质在原子或分子级别的动态行为。LAMMPS（Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator）是分子动力学领域广泛应用的开源软件，适用于模拟各种物理和化学过程。 1. 分子动力学基础： - 原理：分子动力学基于牛顿运动定律，通过数值求解来追踪每一个分子的运动轨迹，从而揭示系统的宏观性质。 - 势能：分子间相互作用通常由势能函数描述，如Lennard-Jones势、库仑势等，这些势能函数决定了分子间的吸引力和排斥力。 - 温度、压强：分子动力学模拟可以计算系统的温度和压强，它们是通过分析分子的动能分布和体积变化来确定的。 2. Linux系统常见命令和操作： - 在进行LAMMPS模拟时，通常需要在Linux环境下工作，因此了解基本的Linux命令和操作是必要的，如文件管理、编译、运行程序等。 3. LAMMPS介绍和并行版安装（Linux版）： - LAMMPS提供了丰富的功能，包括各种分子间相互作用势、并行计算支持、多种模拟算法等。 - 安装过程涉及编译源代码，配置并行环境，例如使用MPI（Message Passing Interface）进行多核或多节点并行计算。 4. LAMMPS模拟基本流程： - 输入文件编写：定义系统的粒子类型、坐标、力场参数、时间步长等。 - 初始化系统：创建初始构型，设置温度、压强等初始条件。 - 运行模拟：执行分子动力学演化，记录关键数据。 - 后处理分析：利用输出数据进行统计分析，如结构、能量、动力学性质等。 5. 专题内容： - 从纳米流动、纳米流体到润湿性，再到材料的拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切性能，以及传热、粘度、扩散、摩擦和磨损等，涵盖了广泛的物理现象。 - 反应分子动力学ReaxFF允许模拟化学反应过程，而耗散粒子动力学（DPD）则适用于软物质和生物系统。 - 自由能计算对于理解相变和化学平衡至关重要，原子沉积和镀膜模拟则应用于材料生长过程。 这份讲义适合对分子动力学和LAMMPS感兴趣的学生和研究人员，特别是初学者，旨在通过逐步指导降低学习门槛，使他们能够更快地掌握LAMMPS并专注于科学研究。讲义还鼓励社群交流，提供微信联系方式以便于互助学习和社区建设。