LAMMPS经典案例解析：从入门到高级模拟

LAMMPS,全称为Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator（大规模原子/分子并行模拟器），是一个功能强大的通用分子动力学模拟软件，特别适用于材料科学、生物物理、化学和工程等领域。本篇教程由王超教授撰写，旨在为初学者提供一个全面的入门指南，帮助理解并掌握LAMMPS的基本使用方法。 课程内容分为以下几个部分： 1. **LAMMPS的使用基础**：首先介绍了LAMMPS的背景，包括其在科学研究中的重要性，以及如何通过官网lammps.sandia.gov获取更多信息。此外，还涵盖了软件的安装和调试过程，这是进行任何模拟工作之前的基础步骤。 2. **数据文件和in文件编写**：这部分详细解释了如何编写data文件，用于定义系统参数和模拟细节，以及in文件的编写，这是控制模拟流程的关键。同时，也提及了VMD、MS和Moltemplate等辅助软件，它们可以生成初始结构，方便用户导入到LAMMPS中。 3. **实例讲解**：课程的核心部分，通过一系列经典案例，如Lennard-Jones液体熔化、过路过阻、裂纹扩展、流体流动、摩擦力分析、胶束形成、以及各种纳米级系统模拟，如碳纳米管的拔出、粗粒化、自组装和缺陷模拟，展示了LAMMPS在解决实际问题中的强大能力。这些实例不仅教授了具体命令的应用，还展示了如何处理复杂系统的模拟。 4. **高级应用实例**：进一步深入，教授了基于科学报告的研究课题，如基底应变梯度驱动纳米滑块运动，以及更专业的领域，如金属表面能计算和水在石墨烯表面的流动，这些内容展现了LAMMPS在科研前沿的适用性和精确度。 通过这个教程，学习者不仅可以了解LAMMPS的基本操作，还能掌握如何运用它进行复杂的分子动力学模拟，这对于从事材料科学、物理化学等领域研究的学生和研究人员来说，具有很高的实用价值。同时，课程中引用的文献资源也为深入学习和扩展知识提供了宝贵的方向。