一份分子動(dòng)力學(xué)模擬資源 lammps+MS 適合初學(xué)者~~~

分子動(dòng)力學(xué)模擬：金屬晶體建模與計(jì)算模擬1、建模練習(xí)2、編程練習(xí)3、結(jié)果分析0、分子動(dòng)力學(xué)介紹2021/5/910、分子動(dòng)力學(xué)介紹分子動(dòng)力學(xué)的原理&步驟原理：多體問題的嚴(yán)格求解，需要建立并求解體系的薛定諤方程，根據(jù)波恩-奧本海默近似，原子核的運(yùn)動(dòng)可以用經(jīng)典動(dòng)力學(xué)方法處理薛定諤方程牛頓運(yùn)動(dòng)方程（簡(jiǎn)化計(jì)算）步驟建立一個(gè)由N個(gè)粒子（分子）組成的模型體系解N個(gè)粒子（分子）組成的模型體系的牛頓運(yùn)動(dòng)方程直至平衡平衡后，進(jìn)行材料性能的計(jì)算，對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行分析2021/5/92分子動(dòng)力學(xué)方法工作框圖2021/5/93分子動(dòng)力學(xué)運(yùn)行流程圖進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)運(yùn)算的幾個(gè)必備步驟：首先建立計(jì)算模型設(shè)定計(jì)算模型的初始坐標(biāo)和初始速度選定合適的時(shí)間步長(zhǎng)選取合適的原子間相互作用勢(shì)函數(shù)，便于進(jìn)行力的計(jì)算選擇合適的算法、邊界條件和外界條件計(jì)算對(duì)計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理2021/5/941、建模練習(xí)軟件materialsstuidio5.5Fe晶體練習(xí)2021/5/952021/5/96H2O練習(xí)2021/5/972021/5/98Fe-H2O-Fe練習(xí)2021/5/991、建模練習(xí)軟件lammps編程create_atoms1single2.452.052.05#在該位置插入一個(gè)原子min_stylesd#能量最小化模式，sdminimize1.0e-121.0e-1210001000#能量最小化參數(shù)，指數(shù)越大最小化程度越深print"interstitialintroduced,minimized:$Natoms,energyis$E"fix1allnvt100100100drag0.2#nvt系綜，原子數(shù)、體積和溫度保持不變;T=100Ktimestep0.005#步長(zhǎng)0.005fsrun1000#運(yùn)行1000步print"nvtperformed,temperatureup:$Natoms,totalenergyis$E"fix1allnvt1000.0001100drag0.2#nvt系綜，溫度由100K到0.0001Krun1000#運(yùn)行1000步print"nvtperformed,temperaturedown:$Natoms,totalenergyis$E"compute3allpe/atom#計(jì)算每個(gè)原子的勢(shì)能compute4allke/atom#計(jì)算每個(gè)原子的動(dòng)能compute5allcoord/atom3.0#計(jì)算每個(gè)原子的近鄰原子數(shù)#dump1allcustom1dump.atomidxsyszsc_3c_4c_5#將信息寫入dump.atomdump1allcustom1dump.lammpstrjidxsyszsc_3c_4c_5min_stylesdminimize1.0e-121.0e-121000010000#再次能量最小化unitsmetal#單位為lammps中的metel類型boundaryppp#周期性邊界條件atom_styleatomic#原子模式latticefcc3.61#Cu的晶格常數(shù)3.61regionboxblock040404#x,y,z各方向上的晶胞重復(fù)單元數(shù)，也即區(qū)域大小create_box1box#將上述區(qū)域指定為模擬的盒子create_atoms1box#將原子按晶格填滿盒子pair_styleeam#選取Cu的EAM勢(shì)作為模型pair_coeff**Cu_u3.eam#EAM勢(shì)文件名稱run0#運(yùn)行0步，僅為啟動(dòng)lammps的熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算variableEequalpe#定義變量E為系統(tǒng)總勢(shì)能variableNequalatoms#定義變量N為系統(tǒng)總原子數(shù)2021/5/910boundarypss#邊界條件，拉伸方向是周期性，其余是自由邊界；如果是薄膜拉伸則是兩個(gè)周期性，塊體則是三個(gè)周期性u(píng)nitsmetal#單位制定義為metalatom_styleatomic#原子類型自動(dòng)neighbor2.0bin#截?cái)喟霃较嚓P(guān)的東西neigh_modifydelay1checkyes#鄰近原子列表更新速度#creategeometrylatticefcc3.61#定義晶胞為fcc，晶格常數(shù)3.61Aregionboxblock0300303#定義一個(gè)長(zhǎng)方體區(qū)域叫box，長(zhǎng)30，寬和高是3create_box1box#創(chuàng)建了這樣一個(gè)boxcreate_atoms1box#在box里創(chuàng)建了一種原子mass163.546#定義這種原子的質(zhì)量是63.546#potentialspair_styleeam#定義勢(shì)函數(shù)是EAMpair_coeff**Cu_u3.eam#勢(shì)所需要的參數(shù)在此文件里#definegroupsregion1blockINF1INFINFINFINF#定義了一個(gè)叫1的區(qū)域groupleftregion1#定義此區(qū)域里的原子叫l(wèi)eftregion2block29INFINFINFINFINF#定義了一個(gè)叫2的區(qū)域grouprightregion2#定義此區(qū)域里的原子叫rightgroupboundaryunionleftright#定義left+right=boundarygroupmobilesubtractallleft#定義mobile=all-left#initialvelocitiesvelocityleftset0.00.00.0#設(shè)置原子初速度為0computepallpressurethermo_temp#計(jì)算應(yīng)力，計(jì)算結(jié)果記為pvariablepressxequalc_p[1]#定義變量pressx=c_p[1],c_p[1]的意思是p里第一個(gè)值variablepressyequalc_p[2]#定義變量pressy=c_p[2],c_p[2]的意思是p里第二個(gè)值variablepresszequalc_p[3]#定義變量pressz=c_p[3],c_p[3]的意思是p里第三個(gè)值thermo_stylecustomsteptempetotalpressv_pressxv_pressyv_presszvol2021/5/9111，直接把msi2lmp.exe拷貝到指定文件夾下（最好單獨(dú)一個(gè)）；2，在ms中建立好結(jié)構(gòu)模型后，在ds模塊或者forcite模塊中指定力場(chǎng)類型，如對(duì)xxx結(jié)構(gòu)指定為cvff力場(chǎng)（這一塊看你需要，人工或自動(dòng)指定），并根據(jù)你的需要?jiǎng)h除或者改變一些結(jié)構(gòu)信息（如刪除鍵長(zhǎng)，改變某些原子的力場(chǎng)類型，在ms中比較容易實(shí)現(xiàn)）（這樣做的目的是為了少在lammps的data文件中做修改），export結(jié)構(gòu)保存為.car格式，同時(shí)自動(dòng)有.mdf格式的文件生成（mdf文件中保存有對(duì)應(yīng)的力場(chǎng)參數(shù)信息，如上面的cvff力場(chǎng)）；3，將xxx.car和xxx.mdf文件拷貝到msi2lmp.exe所在的文件夾，并將tools/msi2lmp/biosym_frc_files文件中對(duì)應(yīng)的力場(chǎng)文件拷貝到這個(gè)文件夾中（如上面的cvff.frc）（很多朋友在轉(zhuǎn)化過程中報(bào)錯(cuò)找不到力場(chǎng)信息就是這個(gè)原因，沒有力場(chǎng)文件來解釋.mdf文件，lmp自帶的力場(chǎng)文件和ms中的力場(chǎng)文件一模一樣，所以這一步很關(guān)鍵，一定記住你在ms中給結(jié)構(gòu)指定力場(chǎng)時(shí)用的那種力場(chǎng)，在這就