in文件注意事项及详细解释(转载)
转载自:https://www.cnblogs.com/sysu/p/10817315.html 和 https://www.cnblogs.com/panscience/p/4953940.html
lammps做分子动力学模拟时,需要一个输入文件(input script),也就是in文件,以及关于体系的原子坐标之类的信息文件(data file)和势文件(potential file)。lammps在执行计算的时候,从这个in文件中读入命令,所以对LAMMPS的使用最主要的就是对in文件的编写和使用。
下面是in文件书写方面的注意事项以及对4个模块的详细解释,原文来源于百度文库:
http://wenku.baidu.com/view/152b56906bec0975f465e26a.html?re=view
由RCWDliwei于2014年4月13日上传。在转载并重新编排之前对原文作者表示致谢。
1、lammps命令分类整理
Initialization |
atom_modify, atom_style, boundary,dimension, newton, processors, units |
Atom definition |
create_atoms, create_box, lattice, read_data, read_restart, region, replicate |
Force fields |
angle_coeff, angle_style, bond_coeff, bond_style, dielectric, dihedral_coeff, dihedral_style,improper_coeff, improper_style, kspace_modify, kspace_style, pair_coeff, pair_modify, pair_style, pair_write,special_bonds |
Settings |
communicate, dipole, group, mass, min_modify, min_style, neigh_modify, neighbor, reset_timestep, run_style, set, shape, timestep, velocity |
Fixes |
fix, fix_modify, unfix |
Computes |
compute, compute_modify, uncompute |
Output |
dump, dump_modify, restart, thermo, thermo_modify, thermo_style, undump, write_restart |
Actions |
delete_atoms, delete_bonds, displace_atoms, displace_box, minimize, run, temper |
Miscellaneous |
clear, echo, if, include, jump, label, log, next, print, shell, variable |
2、命令书写注意事项
- 每一非空行都被认为是一条命令(大小写敏感,但极少有命令或参数大写的)。
- 各命令的顺序可能会对计算产生影响,但大部分情况下不会有影响。
- 每行后的“&” 表示续行(类似fortran);“#”表示注释(类似bash)。
- 每行命令中的不同字段由空格或者制表符分隔开来,每个字段可以由字母、数字、下划线、或标点符号构成。
- 每行命令中第一个字段表示命令名,之后的字段都是相关的参数。
- 很多命令都是在需要修改默认值的情况下才特别设置的。
3、in文件4个部分的详细解释
3.1 Initialization
这一部分包含了关于计算体系最基本的信息,例如:
- units: 单位系统(units style),lammps现在提供包括lj、real、metal、si和cgs几种单位系统;
- dimension: 定义了两维或者三维模拟(默认是三维);
- boundary: 定义了分子动力学体系使用的边界条件,例如周期性边界条件或者自由边界条件等;
- atom_style: 定义模拟体系中的原子属性,这一命令与力场设置的参数中的原子类型(atom type)不同;
- pair_style: 相互作用力场类型,例如范德化势或者硬球势等;
- bond_style: 键合相互作用势类型;
- angle_style: 键角作用势类型;
- dihedral_style: 二面角作用势类型;
- improper_style: 混合作用势类型;
还有其它一些参数设置,例如newton,
processors,boundary, atom_modify等,可查阅lammps官网。
3.2 Atom
definition
lammps提供3种定义原子方式:
- 通过read_data或read_restart命令从data或restart文件读入,这些文件可以包含分子拓扑结构信息,这一方法在续算上也很有用。
- 按照晶格的方式创建原子,这种方式不包含分子拓扑信息,可能会用到如下的一些命令:lattice, region, create_box,
create_atoms。 - 对已经设置好的原子可以用replicate命令复制后生成一个更大规模的计算体系(注意它与周期性边界条件是两个不同的概念)。
- 相应命令:
lattice ** 晶格参数
region ** 选择一个区域
create_box ** 创建一个盒子
create_atoms ** 创建原子
group, ** 给原子分组
delete_atoms,** 删除某些原子
delete_bonds,
displace_atoms,* 移动某些原子
replicate* 将已经构建的模型在三维重复复制放大
read_data***这个命令就是用来读取其他软件建的模型的
read_restart* 以之前运行的结果作为这次计算的初始构型
3.3
Settings
原子或分子的拓扑信息定义好后,就需要制定一系列的设置,例如力场系数、模拟参数、输出选项等。
力场系数可以通过这样的一些命令来定义:pair_coeff,
bond_coeff, angle_coeff, dihedral_coeff, improper_coeff, kspace_style,
dielectric, special_bonds等。实际上力场系数也可以在关于体系的原子坐标之类的信息的文件(data file)中制定,这样具体参考read_data命令的相关介绍。
模拟参数可以由如下这样一些命令来设置:neighbor,
neigh_modify, group, timestep, reset_timestep, run_style, min_style, min_modify等。模拟过程中通过compute,
compute_modify, variable等一些命令来制定。
输出选项可以由thermo, dump, restart等一些命令来设置。
----------------------------------------Seting---------------------------------------------
neighbor,
** 截断半径相关的设置
neigh_modify, **
timestep,** 模拟的步长
compute, *** !定义计算,一般我们需要的输出数据就需要这个命令来定义
uncompute * 取消某个compute设置
variable**这个命令可以多次使用,定义一个变量
reset_timestep, ** 步长计数器清零,有多个run命令的需注意这个
run_style, 配套run的,不一定需要
compute_modify *配套compute的
----------------------------------------Minimize-------------------------------------------
结构优化,注意和热力学平衡区分开来
minimize,**
min_style, **
min_modify **
3.4 Run a simulation
通常run命令被设置在in文件的最后,使用run命令来开始一个分子动力学模拟的过程。另外,使用minimize命令来实施能量最小化计算,使用temper命令来进行复制品交换采样模拟。
关于LAMMPS计算前后的处理问题,计算前的原子初始形态文件的生成,由read_data读入一个data文件,这个文件包括体系中各个原子的xyz坐标等等相关参数,或者由其他软件生成并修改后符合LAMMPS的输入文件格式生成。而计算后的输出,因为LAMMPS不支持图形输出,需要借助第三方可视化软件实现,例如VMD。
LAMMPS的输出文件主要可以分为三种:
一种是log.lammps,这里面记录了整个计算过程屏幕上显示的所有信息,可由thermo、thermo_modify等命令控制;
另一种是输出应力、能量、原子位置、速度等等信息,由dump命令控制输出文件;
第三种是断点续算的restart文件输出信息,由write_restart命令控制。
------------------------------------------Output------------------------------------------
dump, ** 输出数据,输出的为单个原子的信息,可视化就用它
undump,* 取消某个dump设置
thermo, ** 输出全局数据,比如温度,压强,长度,总能量等
thermo_style,* 配套thermo的
thermo_modify,*
(后面的都是输出一些数据类型,我一般没怎么用,具体需要的可以单独自己了解)
dump image,
dump_modify,
dump movie,
restart, *输出restart文件,对应前面read-restart,data文件只有原子坐标,restart含有部分计算信息
write_data, *将当前模型输出为一个data文件,对应之前的read-data,
write_dump,
write_restart*
------------------------------------------Run a
simulation----------------------------------------
run, ***这个命令出现之后,模拟才开始进行计算,前面的都是在设置计算过程
change_box, *
neb prd,
rerun,
temper
-------------------------------------------Others--------------------------------------------
这些命令主要可以实现循环以及逻辑判断,通过他们,可以向更复杂的模拟过程前进
clear,* log, * echo, if, * include, jump, * label, *
next, * print, * shell,
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