LAMMPS手册-中文版讲解44941

LAMMPS

手册

-

中文解析

一、

简介

本部分大至介绍了

LAMMPS

的一些功能和缺陷。

1

．

什么是

LAMMPS?

LAMMPS

是一个经典的分子动力学代码，

他可以模拟液体中的粒子，

固体和汽体的

系综。他可以采用不同 的力场和边界条件来模拟全原子，聚合物，生物，金属，粒状和

粗料

化体系。

LAMMPS

可以计算的体系小至几个粒子，大到上百万甚至是上亿个粒子。

LAMMPS

可以在单个处理器的台式机和笔记本本上运行且 有较高的计算效率，

但是

它

是专门为并行计算机设计的。他可以在任何一个按装了

C++

编译器和

MPI

的平台上运

算，这

其中当然包括分布式和共享式并行机和

Beowulf

型的集群机。

LAMMPS

是一可以修改和扩展的计算程序，

比如，可以加上一些新的力场，

原子模

型，边界条件和诊断功能等。

通常意义上来讲，

LAM M PS

是根据不同的边界条件和初始条件对通过短程和长程力

相互作用的分子，原子和宏观粒子集合对它们的牛顿运动方程进行积分。高效率计算的

LAMMPS

通过采用相邻清单来跟踪他们邻近的粒子。

这些清单是根据粒子间的短程互拆

力

的大小进行优化过的，

目的是防止局部粒子密度过高。

在并行机上，

LAMMPS

采用的

是

空 间分解技术来分配模拟的区域，把整个模拟空间分成较小的三维小空间，其中每一

个小空

间可以分配在一个处理器上。各个处理器之间相互通信并且存 储每一个小空间边

界上

的”

ghost”

原子的信息。

LAMMPS

（

并行情况

）

在模拟

3

维矩行盒子并且具有近均一密

度的

体系时效率最高。

2

．

LAMMPS

的功能

总体功能：

可以串行和并行计算

分布式

MPI

策略

模拟空间的分解并行机制

开源

高移植性

C++

语言编写

MPI

和单处理器串行

FFT

的可选性（自定义）

可以方便的为之扩展上新特征和功能

只

需一个输入脚本就可运行

有定义和使用变量和方程完备语法规则

在运行过程中循环的控制都有严格的规则

只要

一个输入脚本试就可以同时实现一个或多个模拟任务

粒子和模拟的类型：

(

atom style

命令

)

原子

粗粒化粒子

全原子聚合物，有机分子，蛋白质，

DNA

联合原子聚合物或有机分子

金属

粒子材料

粗粒化介观模型

延伸球形与椭圆形粒子

点偶极粒子

刚性粒子

所有上面的杂化类型

力场：

(

命令：

pair style, bond style, angle style, dihedral style, improper style, kspace sty

)

le

对相互作用势：

L-J, Buckingham, Morse, Yukawa, soft, class2(COMPASS), tabulated.

带点对相互作用势：

Coulombic, point-dipole.

多体作用势：

EAM, Finnis/Sinclair EAM, modified EAM(MEAM), Stillinger-Weber, Tersoff,

AIREBO, ReaxFF

粗粒化作用势：

DPD, GayBerne, Resquared, Colloidal, DLVO

介观作用势：

granular, Peridynamics

键势能：

harmonic, FENE, Morse, nonlinear, class2, quartic

键角势能：

harmonic, CHARMM, cosine, cosine/squared, class2(COMPASS)

二面角势能：

harmonic, CHARMM, multi-harmonic, helix, OPLS, class2(COMPASS)

不

合理势能：

harmonic, CVFF, class2(COMPASS)

聚合物势能：

all-atom, united-atom, bead-spring, breakable

水势能：

TIP3P

，

TIP4P

，

SPC

隐式溶剂势能：

hydrodynamic lubrication, Debye

长程库伦与分散：

Ewald, PPPM, Ewald/N (

针对长程

L-J

作用

)

可以有与普适化力场如

CHARMM

，

AMBER