LAMMPS分子动力学模拟教程:从入门到进阶
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更新于2024-07-03
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"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。
2022-07-14 上传
2021-01-01 上传
2022-03-09 上传
2022-04-13 上传
2022-01-12 上传
分子模拟全能助手
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