计算机代码LAMMS手册中文解析pWord文件下载.docx
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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:
(atomstyle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:
pairstyle,bondstyle,anglestyle,dihedralstyle,improperstyle,kspacestyle)
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/SinclairEAM,modifiedEAM(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:
hydrodynamiclubrication,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,OPLS,GROMACS相兼容的力场
可以采用GPU加速的成对类型
杂化势能函数:
multiplepair,bond,angle,dihedral,improperpotentials(多对势能处于更高的优先级)
原子创建:
read_data,lattice,create-atoms,delete-atoms,displace-atoms,replicate)
从文件中读入各个原子的坐标
在一个或多个晶格中创建原子
删除几何或逻辑原子基团
复制已存在的原子多次
替换原子
系综,约束条件,边界条件:
fix)
二维和三维体系
正角或非正角模拟空间
常NVE,NVT,NPT,NPH积分器
原子基团与几何区域可选择不同的温度控制器
有Nose/Hoover和Berendsen压力控制器来控制体系的压力(任一维度上)
模拟合子的变形(扭曲与剪切)
简谐(unbrella)束缚力
刚体约束
摇摆键与键角约束
各种边界环境
非平行太分子动力学NEMD
各种附加边界条件和约束
积分器:
Velocity-verlet积分器
Brown积分器
rRESPA继承时间延化积分器
刚体积分器
共轭梯度或最束下降算法能量最小化器
输出:
dump,restart)
热力学信息日志
原子坐标,速度和其它原子量信息的文本dump文件
二进制重启文件
各原子量包括:
能量,压力,中心对称参数,CAN等
用户自定义系统宽度或各原子的计算信息
每个原子的时间与空间平均
系统宽量的时间平均
原子图像,XYZ,XTC,DCD,CFG格式
数据的前处理与后处理:
包里提供了一系列的前处理与后处理工具
另外,可以使用独立发行的工具组pizza.py,它可以进行LAMMPS模拟的设置,分析,作图和可视化工作。
特别功能:
实时的可视化与交互式MD模拟
与有限元方法结合进行原子-连续体模拟
在POEMS库中提供了刚体积分工具
并行裉火
并行复制动力学
对低密度液体直接使用MC模拟
Peridynamic介观建模
目标型与无目标型分子动力学
双温度电子模型
LAMMPS不具备的功能:
由于LAMMPS是对牛顿运动方程积分的工具,所以很多必要的数据前处理与后处理功能是LAMMPS核心不具备的。
其原因为:
保证LAMMPS的小巧性
前处理与后处理不能进行并行运算
这些功能可以有其它工具来完成
原代码开发的局限性
特别地,LAMMPS不能:
通过图形用户界面来工作
创建分子体系
自动的加上力场系数
为MD模拟提供智能化的数据分析
MD的可视化
为输出数据作图
我们需要为LAMMPS输入一系列的原子类型,原子坐标,分子拓朴信息和所有原子与键的力场参数。
LAMMPS不会自动的为我们创建分子体系与力场参数。
对与原子体系,LAMMPS提供了creat-atoms命令来为固态晶格加上原子。
可以能过paircoeff,bondcoeff,anglecoeff等命来加上小数目的力场参数。
对于分子体系或更复杂的模拟体系,我们通常会用其它工具来创建或者是转换LAMMPS输出文件来做到这些事情。
有的还会写一些自已的代码来完成这项任务。
对于一个复杂的分子体系(如,蛋白质),我们需要为之提供上面个拓朴信息与力场参数。
所以我们建议用CHARMM或AMBER或其它的分子建模器来完成这些任务,并把之输到一个文件中去。
然后,改变其格式以达到LAMMPS所允许的输入格式。
同样,LAMMPS的输出文件是一种简单的文本格式,我们也可以通过其它的工具来换专这些格式。
我们可以用以下几个软件来完成高质量的可视工作:
VMD
AtomEye
Pymol
Raster3d
RasMol
最后要说一下的是,以下这些也是自由分子动力学包,它们大多数是并行的,可能也适合来完成你的研究工作,当然也可以与LAMMPS联合起来使用以完成模拟工作。
CHARMM
AMBER
NAMD
NWCHEM
DL_POLY
Tinker
CHARMM,AMBER,NAMD,NWCHEM,Tinker是专们用于模拟生物分子的。
二、开始
本部分主要描述如何创建和运行LAMMPS。
1.在LAMMPS发行包理含有:
README
LICENSE
Bench:
测式任务
Doc:
文本
Examples:
简单的测试任务
Potentials:
嵌入原子方法与力场文件
Src:
源代码
Tools:
前处理与后处理工具
假如你下载的是windows可执行文件的话,你里面只有一个文件(并行与非并行两种)
Lmp-windows.exe
2.编译LAMMPS
之前的工作:
编译LAMMPS不是一个繁琐的工作。
首先你可能要写一个makefile文件,里面要选择编译器,附加的一些将要用到的库等。
事先装上MPI或FFT等库。
编译出一个可执行LAMMPS:
在SRC目录里头含有C++源文件和头文件。
当然也包括一个高水平的Makefile,在MAKE目录里头有几个低水平的Makefile.*files分别适有不同的平台。
进入SRC目录,输入make或gmake,你将会看到一列的可选项。
假如其中有一种符合你的机器,你可以输入像下面一样的命令:
Makelinux
Gmakemac
注意,在一个多处理器或多核处理器的平台上你可以进行平行编译,在make命令中使用“-j”选项就可以,这样编译起来会更快一些。
在此过程中不发生错误的话,你可以得到一个类似于lmp-linux的可执行文件。
在编译过程当中将会发生的常见错误:
(1)如果编译过程当中发生错误,并提示不能找到一个含有通配符*为名的文件的话,说明你机器上的make器允许makefile中使用通配符。
那就偿式使用gmake。
如还不行的话,就试试加入-f选项,用Makefile.list作为make对像。
如:
Makemakelist
Make–fmakefile.listlinux
Gmake–fmakefile.lstmac
(2)当你使用低水平的makefile时,可能由于对机器的设置不正确,会导致一些错误。
假如你的平台叫“foo”,的话,你将要在MAKE目录中创建一个Makefile.foo。
使用任何一个与你机器相近的文件作为开始总是一个不错的选择。
(3)如你在链接的时候出现库丢失或少了依赖关系的话,可能是由于:
你编译的包需要一个附加的库,但却没有事先编译需要的packagelibaray.
你要链接的库在你的系统中不存在。
没有连接到必要的系统库
后两种问题出现,你就需要修改你的低水平makefile.foo.
编辑一个新的低水平makefile.foo:
(1)在#后的句子中,替换foo,不论你写成什么,这一行将会出现在屏幕上,如果你只输入make命令的话。
(2)在“complier/linkersettings”部分为你的C++编译器列出编译器与链接器的设置,包括优化符号。
你可以在任何UNIX系统中使用G++编译器。
当然你也可以用MPICC,如果你的系统中安装了MPI的话。
如过在编译过程当中需要符加的库的话,你必需在LIB变量中列出来。
DEPFLAGS设置可以让C++编译器创建一个源文件的依赖关系列表,当源文件或头文件改变的时候可以加快编译速度。
有些编译器不能创建依赖关系列表,或者你可以用选项—D来实现。
G++可以使用-D。
如果你的编译器不能创建依赖关系文件的话,那么你就需要创建一个Makefile.f
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