LAMMPS分子动力学模拟详解——中文版

"LAMMPS手册-中文版讲解" LAMMPS，即Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator，是一种强大的分子动力学模拟软件，主要用于研究物质在原子和分子层面上的行为。它能模拟各种物质状态，如液体、固体和气体，并适用于全原子、聚合物、生物、金属、颗粒及多尺度系统。LAMMPS不仅可以在个人电脑上高效运行，还特别适合于并行计算环境，能够在安装了C++编译器和MPI（Message Passing Interface）的分布式和共享内存平台，如Beowulf集群上运行。 LAMMPS的核心特性之一是其可扩展性，用户可以根据需求添加新的力场、原子模型、边界条件以及诊断功能。它的计算效率得益于使用了邻近列表来追踪粒子间的相互作用，这些列表经过优化，避免了因局部粒子密度过高导致的问题。在并行计算中，LAMMPS通过空间分解技术将模拟空间划分为小块，每个小块由一个处理器处理，并通过通信交换边界上的“幽灵”原子信息。 LAMMPS的功能丰富多样，支持串行和并行计算，采用分布式MPI策略，能够高效地执行模拟任务。源代码开放且高度可移植，用C++编写，允许用户定制化，如选择使用MPI或单处理器串行FFT。此外，LAMMPS的输入脚本简单易用，可以一次性完成多个模拟任务，支持变量、方程和循环控制，具有丰富的语法规则。 LAMMPS支持多种类型的粒子和模拟，包括原子、粗粒化粒子、全原子聚合物、有机分子、蛋白质、DNA、联合原子分子、金属、颗粒材料、介观模型、延伸球形和椭圆形粒子，以及点偶极粒子和刚性粒子。同时，LAMMPS提供了多种力场选项，如pairstyle、bondstyle、anglestyle、dihedralstyle、improper style等，以适应不同系统和相互作用的建模需求。 LAMMPS是一款极其灵活和高效的分子模拟工具，广泛应用于材料科学、化学、生物学以及物理学等多个领域，通过其强大的功能和易用性，研究人员能够深入探索复杂系统的动力学行为。