Tutoriel De Démarrage LAMMPS : Estimation Du Point De Fusion Du Cuivre FCC À L'aide Du Contrôle De Température Npt
LAMMPS signifie Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator, qui est un code de simulation de dynamique moléculaire classique qui se concentre sur la modélisation des matériaux. Il est conçu pour fonctionner efficacement sur des ordinateurs parallèles et pour être facilement étendu et modifié. Développé à l'origine aux Sandia National Laboratories, une agence du Département de l'énergie des États-Unis, LAMMPS comprend désormais les contributions de nombreux groupes de recherche et d'individus de nombreuses institutions.
本教程使用 LAMMPS CPU 即可运行。
通过本教程的学习，您将能够：
* 理解 npt 控温操作流程
* 使用 dump 和 fix 指令将数据预处理
Exemples d'effets
1. Préparation avant l'opération
Nous présentons ici d’abord quelques fichiers d’entrée, types de fonctions potentiels et processus de contrôle de température npt qui doivent être utilisés.
1. Fichier d'entrée
Entrez ./melt_u3, le fichier melt.in est le suivant :
units real
dimension 3
boundary p p p
atom_style atomic
# 读取铜结构
read_data cu
#选用 eam potential
pair_style eam
pair_coeff * * Cu_u3.eam
#每隔 100 时间步长于屏幕输出
thermo 100
thermo_style custom step temp pe press vol lx density
#将原子轨迹输出到文件 md.lammpstrj
dump 2 all custom 100 md.lammpstrj id type x y z
#结构优化
minimize 1.0e-10 1.0e-10 10000 10000
#nvt 压强弛豫
fix 1 all nvt temp 1000 1000 100
run 10000
unfix 1
#npt 体积弛豫
fix 1 all npt temp 1000 1000 100 iso 1 1 1000
run 10000
unfix 1
#将温度和体积量分别存储到 t 和 v 中
variable t equal "temp"
variable v equal "vol"
#npt 控温由 1000K 升温至 2000K 。
#升温速率为 (2000-1000)/100000=0.001 K/fs=1K/ps
fix 1 all npt temp 1000 2000 100 iso 1 1 1000
fix 2 all ave/time 100 10 10000 v_t v_v file t_v.txt
run 1000000
2. Type de fonction potentielle
Ce projet fournit un modèle de démonstration de la fonction de potentiel d'équipe
équipe
./melt_u3
Module de fonction potentiel correspondant
pair_style eam
pair_coeff * * Cu_u3.eam
3. Processus de contrôle de la température npt
Le processus principal est :
relaxation de pression nvt, relaxation de volume npt
#结构优化
minimize 1.0e-10 1.0e-10 10000 10000
#nvt 压强弛豫
fix 1 all nvt temp 1000 1000 100
run 10000
unfix 1
#npt 体积弛豫
fix 1 all npt temp 1000 1000 100 iso 1 1 1000
run 10000
unfix 1
chauffage npt
#npt 控温由 1000K 升温至 2000K 。
#升温速率为 (2000-1000)/100000=0.001 K/fs=1K/ps
fix 1 all npt temp 1000 2000 100 iso 1 1 1000
fix 2 all ave/time 100 10 10000 v_t v_v file t_v.txt
run 1000000
2. Étapes pratiques de fonctionnement (en prenant le processeur comme exemple)
1. Créer et démarrer une simulation de dynamique moléculaire de conteneur
1.1 Ouvrez l'interface utilisateur personnelle d'OpenBayes, cliquez sur « Calcul haute performance » à gauche > « Créer un nouveau conteneur » dans le coin supérieur droit
1.2 Puissance de calcul Sélectionnez « CPU » > « lammps-2024-cpu » et donnez un nom de conteneur, tel que lammps > Sélectionnez « Espace de travail » et cliquez sur « Suivant : Sélectionner la puissance de calcul »
1.3 Donnez un nom au conteneur, tel que lampps > Sélectionnez « Espace de travail » et cliquez sur « Exécuter »
2. Réaliser une simulation de dynamique moléculaire
2.1 Une fois le conteneur exécuté avec succès, cliquez sur la gauche pour ouvrir l'espace de travail
2.2 Faites glisser le package compressé vers la zone de fichiers sur la gauche pour le télécharger
2.3 Ouvrez ensuite le terminal
2.4 Décompresser (le package compressé a été décompressé dans ce conteneur, vous pouvez donc ignorer cette étape) : Saisissez unzip melt_u3.zip pour décompresser le package compressé
unzip melt_u3.zip
Archive: melt_u3.zip
creating: melt_u3/
inflating: melt_u3/cu
inflating: melt_u3/Cu_u3.eam
inflating: melt_u3/melt.in
inflating: melt_u3/melting.gif
inflating: melt_u3/p.plt
inflating: melt_u3/readme.md
2.5 Entrez cd melt_u3 pour accéder au répertoire décompressé et utilisez ls pour afficher les fichiers
ls
Cu_u3.eam cu melt.in melting.gif p.plt readme.md
2.6 Exécuter les lampes
mpirun -np 2 lmp < melt.in | tee out
2.7 La sortie de l'écran sera synchronisée dans le fichier de sortie. La durée totale du film est d'environ 5 minutes.
2.8 Une fois l'opération terminée, vous pouvez obtenir des fichiers de sortie tels que t_v.txt dans le dossier
2.9 Le fichier t_v.txt est contrôlé par la commande fix dans le fichier d'entrée.
#将温度于体积量分别存储到 t 和 v 中
variable t equal "temp"
variable v equal "vol"
fix 2 all ave/time 100 10 10000 v_t v_v file t_v.txt
générer
3. Traitement des données
3.1 Mettre à jour le dépôt apt
apt-get update --fix-missing
3.2 Tapez apt install gnuplot pour installer l'outil gnuplot, puis tapez y et appuyez sur Entrée pour confirmer.
apt install gnuplot
3.3 Exécutez la commande gnuplot p.plt pour obtenir le graphique TV
gnuplot p.plt
3.4 Double-cliquez sur le graphique TV de gauche pour obtenir le point de fusion estimé du Cu
On peut voir que le point de fusion est d'environ 1600K, ce qui est différent des 1357,77K réels. C'est parce que la température monte trop vite et que le cuivre n'a pas le temps de fondre.
Les trajectoires atomiques pendant le processus de chauffage sont données par
#将原子轨迹输出到文件 md.lammpstrj
dump 2 all custom 1 md.lammpstrj id type x y z
Stocké dans md.lammpstrj, nous le téléchargeons
3.5 Visualisation avec ovito