LAMMPS分子动力学模拟：中文解析与功能详解

"LAMMPS手册-中文版讲解.doc" LAMMPS，全称Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator，是一款强大的分子动力学模拟软件，主要用于研究各种物质系统，如液体、固体和气体的粒子行为。它支持多种力场和边界条件，能够模拟全原子、聚合物、生物、金属、颗粒以及多尺度模型。LAMMPS的优势在于其可扩展性和高效性能，既可以运行在单个处理器的设备上，也适用于大规模的并行计算环境，如分布式和共享内存系统以及Beowulf集群。 LAMMPS的核心计算机制是基于短程和长程力的牛顿运动方程积分，通过邻近粒子清单优化来跟踪粒子间的相互作用，以防止局部密度过高。在并行计算中，它利用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负责，处理器间通过通信交换边界处的“幽灵”原子信息，尤其在处理3维均匀密度的系统时表现出高效率。 该软件的特点和功能包括： 1. 支持串行和并行计算，采用分布式MPI策略。 2. 实现模拟空间的分解并行，提高计算效率。 3. 开源且高度可移植，使用C++语言编写。 4. 允许用户自定义添加新的力场、原子模型、边界条件和诊断工具。 5. 通过单一输入脚本即可运行多种模拟任务，具有灵活的变量和方程定义。 6. 提供循环控制和运行过程中的动态调整能力。 7. 支持多种粒子类型，包括原子、粗粒化粒子、全原子聚合物、有机分子、蛋白质、DNA、金属等。 8. 包含多种力场模型，如pairstyle、bondstyle、anglestyle、dihedralstyle、improper style等，用于描述不同类型的相互作用。 LAMMPS的广泛适用性使其成为学术研究和工业应用中进行复杂分子系统模拟的首选工具，无论是在材料科学、化学、生物学还是工程领域，都能找到其身影。用户可以根据实际需求定制和扩展LAMMPS的功能，以适应各种复杂的模拟场景。