1 lammps基本命令

1.1 in⽂件结构详解以及⼀个⽐较实⽤的in⽂件模板

lammps软件只是⼀个求解器，没有可视化的前处理和后处理软件，所有的命令只能通过代码的⽅式输⼊到求解器进⾏求解计算。

所有的命令都被写到⼀个称为“in”的⽂件⾥，对于初学者来说，熟悉in⽂件的编写是⼀个难点。

in⽂件其实就是⼀个⽂本⽂档，也没有要求⽂件名或者后缀名中必须带有“in”字样，⽤任何⽂件名均可运⾏。

in⽂件⾥的代码是按照编写的顺序进⾏解释执⾏，对于⼤部分命令⾏来说，前后顺序影响并不是很⼤，但是，对于⼀些命令，在执⾏过程中需要某个参数，则这个参数的定义和计算必须写在命令执⾏之前。

例如，对晶体使⽤fix deform命令进⾏拉伸时，应变速率代码必须写到fix deform命令⾏的前⾯。

lammps命令⾮常丰富，官⽅给出的说明⼿册就达2000多⻚，我们也不可能记住和使⽤所有的命令。

对于某⼀个研究⽅向来说，常⽤的命令可能也就那么⼏⼗个，只要我们掌握这⼏⼗个命令基本上能够满⾜模拟要求。

in⽂件按照模块，⼤体可以分为三类：

（1）模拟环境参数设置这⼀部分主要设置⼀些模拟参数，⽐如模拟体系的单位（units）、边界条件（boundary）、原⼦类型（atom_style）、邻居列表的定义（neighbor）、时间步⻓（timestep）等。

（2）体系模型的建⽴这⼀部分的功能就是建⽴体系的原⼦模型，通常有两种⽅式。

第⼀种⽅式是使⽤lammps⾃带的建模命令建模，⽐如使⽤region命令划分区域，create_box命令⽣成模拟盒⼦，lattcie确定原⼦晶格常数，create_atoms⽣成原⼦。

使⽤命令⾏建模⽐较抽象，建模过程不是“所⻅即所得”，为了验证所建模型是否符合要求，可以在建模代码的后⾯使⽤write_data命令把模型保持为data⽂件，在lammps中运⾏in⽂件，⽤ovito观察⼀下模型是否正确。

第⼆种建模⽅式是使⽤其他软件进⾏可视化的建模，例如Material studio、Atomsk等软件，建模完成后转换为lammps可以识别data⽂件，使⽤read_data命令读⼊到lammps中。

（3）⼒场的设置模型建好之后，需要设置⼒场参数，也就是常说的势函数设置。

⼒场的设置分两步，⾸先设置⼒场类型，如pair_style、bond_style、angle_style、dihedral_style、improper_style。

之后，设置与之相对于的参数，分别使⽤pair_coeff、bond_coeff、angle_coeff、dihedral_coeff、improper_coeff。

（4）能量最⼩化在正式模拟之前，⼀般都需要进⾏能量最⼩化，消除模型不合理的结构。

能量最⼩化要在温度初始化之前进⾏，min_style确定能量最⼩化类型，minimize命令设置相关参数。

（5）温度初始化能量最⼩化之后，就可以进⾏温度初始化。体系的温度是根据原⼦的速度计算得到的，因此，温度初始化也就是对原⼦进⾏速度初始化。

使⽤velocity命令按照设定的规律随机设定原⼦速度，使体系温度设定为⼀个固定值。

（6）弛豫在npt、nvt等系综下，对体系进⾏充分的弛豫，使体系的能量达到最低，获得平衡态的结构。

前⾯这6部分是模拟准备过程，到此为⽌，体系已经达到平衡，可以进⾏下⼀步模拟。

这6部分的代码在⼤部分的模拟中都是通⽤的。

（7）具体模拟设置这⼀部分代码与模拟的具体内容有关，⽐如拉伸、剪切、结晶、吸附等等。设置输出轨迹⽂件、热⼒学数据等等，便于后期统计分析。