学习lammps 对in文件的一个概述性心得

LAMMPS in文件注意事项及详细解释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的文件（data 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。

下面介绍一些关于in文件的事项：1.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）。

2.in文件中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。

3.每行后的“&” 表示续行（类似fortran）。

4.“#”表示注释（类似bash）。

5.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。

6.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。

7.很多命令都是在需要修改默认值的情况下才特别设置的。

in文件整体来看分为4个部分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。

其他还有一些参数设置，例如newton, processors,boundary, atom_modify等。

lammps模拟水合物生成的in文件LAMMPS模拟水合物生成的in文件前言：在LAMMPS分子模拟软件中，通过编写in文件来模拟水合物的生成过程，以揭示其结构与性质之间的关系。

本文将从人类视角出发，以叙述的方式描述水合物模拟的过程，力求使读者感受到仿佛亲身参与其中的真实感。

一、引言水合物作为一种重要的化学物质，广泛存在于自然界中。

它由水分子与其他分子或离子结合而成，具有独特的结构和性质。

为了深入了解水合物的形成机制和相互作用规律，我们使用LAMMPS软件进行模拟，以模拟水合物的生成过程。

二、模拟设置在LAMMPS中，我们首先需要定义水分子和溶质分子（或离子）。

通过设定分子的初始位置、速度和力场参数等，来模拟溶剂和溶质之间的相互作用。

我们还需要设定模拟的时间步长、温度和压力等参数，以控制模拟的过程。

三、模拟过程1. 初始构型设定我们首先在模拟空间中随机分布水分子和溶质分子（或离子），以模拟初始构型。

为了增加模拟的准确性，我们还可以根据实验数据进行优化，使初始构型更加合理。

2. 相互作用计算通过设定分子之间的相互作用势能函数，我们可以计算出模拟系统中每对分子之间的相互作用能。

这些能量包括键能、角能、电荷相互作用能等。

通过计算相互作用能，我们可以了解溶剂和溶质之间的相互作用强度。

3. 动力学模拟在模拟过程中，我们根据经典力学原理，通过求解牛顿方程来模拟分子的运动。

利用Verlet算法或其他数值积分方法，我们可以得到模拟系统在不同时间点的分子位置和速度。

4. 结果分析通过模拟得到的分子轨迹和能量变化曲线，我们可以分析水合物的结构和稳定性。

可以计算分子间距离、键角、电荷分布等物理量，以了解水合物的空间结构和分子间相互作用。

四、结论通过LAMMPS软件的模拟，我们可以模拟水合物的生成过程，并揭示其结构与性质之间的关系。

通过分析模拟结果，我们可以进一步了解水合物的组成、稳定性和相互作用规律，为相关领域的研究提供重要参考。

lammps模拟水合物生成的in文件LAMMPS是一种基于分子动力学模拟的软件，它可以用来模拟各种复杂的分子系统。

在LAMMPS中，我们可以使用IN文件来定义和设置模拟的参数和条件。

在本文中，我们将讨论如何使用LAMMPS模拟水合物的生成。

首先，我们需要定义水合物模型的原子和分子类型。

一般而言，水合物由一个溶剂分子和一个或多个溶质分子构成。

在这个例子中，我们将选择水分子(H2O)作为溶剂，溶质可以是任何其他的分子，比如氯化钠(NaCl)。

在IN文件中，我们需要使用atom_style命令来定义原子类型和分子类型，如下所示：atom_style fullbond_style harmonicangle_style harmonicdihedral_style opls接下来，我们需要定义和设置模拟系统的几何结构。

在这里，我们需要定义模拟盒子的大小(单位为埃)，以及溶剂和溶质分子的初始位置。

例如，我们可以使用以下命令来定义一个立方体盒子的大小和水分子的初始位置：units realboundary p p pread_data water.data在这个例子中，我们将使用真实的单位，边界条件选择周期性边界条件，并通过读取数据文件来设置水分子的初始位置。

数据文件是一个包含所有原子坐标和类型信息的文件，我们可以使用其他软件程序来生成该文件。

在定义和设置模拟系统的几何结构之后，我们需要定义模拟所需的计算力场。

计算力场是描述原子和分子之间相互作用的势能函数。

LAMMPS提供了许多常用的势能函数，比如Lennard-Jones势能、Coulomb势能等。

我们可以使用pair_style命令来选择和设置所需的势能函数。

例如，我们可以使用以下命令来设置Lennard-Jones势能函数：pair_style lj/cut/coul/long 12.0 12.0pair_coeff 1 1 0.2381 3.16435pair_coeff 1 2 0.0 0.0在这个例子中，我们选择了Lennard-Jones/Coulomb/长程势能函数，并设置了所需的参数。

create_atoms 1 single 2.45 2.05 2.05 # 在该位置插入一个原子min_style sd # 能量最小化模式，sdminimize 1.0e-12 1.0e-12 1000 1000 # 能量最小化参数，指数越大最小化程度越深print "interstitial introduced, minimized: $N atoms, energy is $E"fix 1 all nvt 100 100 100 drag 0.2 # nvt 系综，原子数、体积和温度保持不变; T=100Ktimestep 0.005 # 步长0.005fsrun 1000 # 运行1000 步print "nvt performed, temperature up: $N atoms, total energy is $E"fix 1 all nvt 100 0.0001 100 drag 0.2 # nvt 系综，温度由100K 到0.0001Krun 1000 # 运行1000 步print "nvt performed, temperature down: $N atoms, total energy is $E"compute 3 all pe/atom # 计算每个原子的势能compute 4 all ke/atom # 计算每个原子的动能compute 5 all coord/atom 3.0 # 计算每个原子的近邻原子数dump 1 all custom 1 dump.atom id xs ys zs c_3 c_4 c_5 # 将信息写入dump.atom min_style sdminimize 1.0e-12 1.0e-12 10000 10000 # 再次能量最小化print "the final state: $N atoms, total energy is $E" # 打印信息~例二boundary p s s # 边界条件，拉伸方向是周期性，其余是自由边界；如果是薄膜拉伸则是两个周期性，块体则是三个周期性units metal #单位制定义为metalatom_style atomic #原子类型自动neighbor 2.0 bin #截断半径相关的东西neigh_modifydelay 1 check yes # 邻近原子列表更新速度#create geometrylattice fcc 3.61 # 定义晶胞为fcc，晶格常数3.61Aregion box block 0 30 0 3 0 3 #定义一个长方体区域叫box，长30，宽和高是3create_box 1 box #创建了这样一个boxcreate_atoms 1 box #在box里创建了一种原子mass 1 63.546 #定义这种原子的质量是63.546# potentialspair_style eam # 定义势函数是EAMpair_coef * * Cu_u3.eam #势所需要的参数在此文件里#define groupsregion 1 block INF 1 INF INF INF INF # 定义了一个叫1的区域group left region 1 #定义此区域里的原子叫leftregion 2 block 29 INF INF INF INF INF #定义了一个叫2的区域group right region 2 #定义此区域里的原子叫rightgroup boundary union left right #定义left+right = boundarygroup mobile subtract all left # 定义mobile= all - left# initialvelocitiesvelocity left set 0.0 0.0 0.0 # 设置原子初速度为0computep all pressure thermo_temp # 计算应力，计算结果记为pvariable pressx equal c_p[1] #定义变量pressx=c_p[1],c_p[1]的意思是p里第一个值variable pressy equal c_p[2] #定义变量pressy=c_p[2],c_p[2]的意思是p里第二个值variable pressz equal c_p[3] #定义变量pressz=c_p[3],c_p[3]的意思是p里第三个值thermo_style custom step temp etotal press v_pressx v_pressy v_pressz voldump 1 all atom 1000 dump.tensile # 输出结果到dump.tensileminimize 1.0e-6 1.0e-6 1000 1000 # 驰豫fix 1 left setforce 0.0 NULL NULL #固定左边的原子fix 2 all npt 1.0 1.0 1.0 aniso 0.0 0.0 NULL NULL NULL NULL 10.0 drag 1.0thermo 1000 #每1000步输出一次结果timestep 0.002 #时间步长0.002psrun 10000#运行10000步unfix2fix 3 all nvefix 4 all temp/rescale 100 1.0 1.0 5 1.0fix 5 all deform 1000 x erate 0.002 units box #设置沿x方向拉伸，应变率为0.002(1/ps)compute s all stress/atom #计算每个原子上的应力，计算结果记为scompute strea all reduce sum c_s[1] #将s里第一个值求和，计算结果记为streavariable stressa equal c_strea/vol # 定义变量stressa= strea/vol, vol是体积compute streb all reduce sum c_s[2]variable stressb equalc_streb/volcompute strec all reduce sum c_s[3]variable stressc equal c_strec/volthermo_style custom step tempetotal press v_stressa v_stressb v_stressc vol run 300000。

Lammps模拟水合物生成的in文件概述Lammps（Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator）是一款用于分子动力学模拟的软件。

在本任务中，我们将使用Lammps来模拟水合物的生成过程。

水合物是指由水分子和其他分子（或离子）组成的化合物。

模拟系统的构建首先，我们需要构建一个适当的模拟系统来模拟水合物的生成过程。

以下是构建该系统所需的步骤：1.定义原子类型：根据实际情况，我们需要定义参与模拟的原子类型和其对应的力场参数。

例如，对于水分子，我们可以使用SPC/E力场来描述其行为。

2.创建盒子：使用Lammps命令创建一个包含模拟系统的盒子。

盒子大小应足够容纳所有分子，并提供足够的空间以避免边界效应。

3.添加溶剂：将所需数量的溶剂分子添加到盒子中。

在本例中，我们可以添加水分子作为溶剂。

4.添加溶质：将所需数量和类型的溶质分子（或离子）添加到盒子中。

这些溶质会与溶剂发生相互作用，并形成水合物。

5.设置初始条件：为模拟系统中的每个分子设置适当的初始位置和速度。

这些初始条件应尽可能接近实验条件。

模拟过程的设置一旦模拟系统构建完成，我们可以设置模拟过程的参数和步骤。

以下是一些常见的设置：1.动力学算法：选择适当的动力学算法来模拟分子之间的相互作用。

Lammps提供了多种算法，如NVT（定温定容）和NPT（定温定压）等。

2.温度控制：通过设置温度相关参数来控制模拟系统的温度。

可以使用Langevin动力学或Nosé-Hoover热浴等方法来维持所需的温度。

3.压力控制：如果需要，可以通过设置压力相关参数来控制模拟系统的压力。

可以使用Berendsen barostat或Parrinello-Rahman方法等。

4.时间步长：选择适当的时间步长来进行模拟。

时间步长应足够小以确保数值稳定性，但又不能太小以致于导致计算开销过大。

5.模拟时间：确定所需的总模拟时间和输出间隔。

二、LAMMPS分子动力学模拟-in文件编写教程1.说明：in文件是LAMMPS软件的运行程序文件，该文件程序描述了模拟需求指令。

所有模拟指令需根据LAMMPS用户手册，即LAMMPS Users Manual （）文件进行编写。

2.以下将根据一个简单案例进行in文件基本结构说明，该案例中的结构并不固定，可根据需要进行调整。

3.in文件案例：-------------------------------------------------模型基本指令设置------------------------------ # Lennard-Jones crystal （#符号表示不执行该条指令）units real （此命令用于设置模拟的单位类型，有lj or real or metal or si orcgs or electron or micro or nano多种类型，每种类型有各自的单位设定，在后续程序编写中要注意所有数据的单位）boundary p p p （该指令用于设置模型每个维度的边界类型，p为periodic边界，三个p代表x,y,z三个方向都是周期边界）atom_style full （定义在模拟中使用的原子类型，样式的选择决定了data文件中分子结构数据所包含的要素）-------------------------------------------------分子结构模型设置------------------------------#read_data X.data （读入包含lammps运行模拟所需信息的数据文件，data文件中包含了原子坐标、种类、键、角和所带电荷等信息；分子结构也可以通过set，box等指令在in文件中进行设定）read_restart poly.restart.100000 （读入前次模拟保存的运行结果文件，从中断的模拟位置重新启动模拟）---------------------------------原子间作用势类型和参数设定------------------------------ pair_style lj/cut/coul/cut 12 12 （设置用来计算原子对相互作用的势能公式）pair_coeff 1 1 10 10 （根据指定的原子对势能函数，设置势能参数）pair_coeff 2 2 100 10pair_coeff 1 2 10 10------------------------------------键、角类型和参数设定------------------------------------- bond_style harmonicbond_coeff 1 450 1.0bond_coeff 2 500 1.45angle_style harmonicangle_coeff 1 55 109.0angle_coeff 2 55 109.28dihedral_style harmonicdihedral_coeff 1 0.062 1 3dihedral_coeff 2 0.062 1 3---------------------------系统能量最小化方法和参数设定-------------------------------- #min_style sd （选择执行最小化命令时要使用的最小化算法）#minimize 1.0e-5 1.0e-5 100 100 （通过迭代调整原子坐标，实现系统的能量最小化，该指令设置迭代终止条件）--------------------------------------其它模拟相关指令设定----------------------------------- #velocity all create 300.0 200000 （设置或改变一组原子的速度）#velocity all scale 300.0fix 1 all nvt temp 873.0 873.0 1 （设置NVT系综）#fix 2 all temp/rescale 50 673 673 10 1.0 （通过重新调整原子群的速度来重置原子群的温度）compute KE all ke/atom （对一组原子执行计算）variable temp atom c_KE/0.0001292355 （此命令将数值或公式计算结果指配给变量名，以便稍后在输入脚本或模拟过程中使用该变量进行计算）fix 6 all ave/time 10 10000 100000 v_temp file tem.profile （输出时间平均计算结果，写入一个命名为tem.profile的文件）-----------------------------------模拟结果输出相关指令设定------------------------------- timestep 1 （设置分子模拟的时间步长大小）thermo_style custom time temp press density pe （设置将热力学数据打印到屏幕和日志文件的样式和内容）thermo_modify lost ignore flush yesthermo 50restart 100000 poly.restart （每隔这么多个时间步写出一个包含当前模拟数据的重新启动文件）dump 1 all atom 100000 mmpstrj （每100000个时间步将Atom数据转储到mmpstrj文件）run 50000000 （指定运行的步数）。

lammps的in文件案例一、LAMMPS简介LAMMPS（Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator）是一款面向大规模原子和分子系统的并行模拟软件。

LAMMPS具有丰富的功能，可以应用于多种领域，如材料科学、生物物理、化学反应等。

在LAMMPS中，IN文件是控制模拟的关键文件，用于设置模拟参数、定义系统结构和初始化条件等。

二、IN文件概述IN文件是LAMMPS的输入文件，采用ASCII格式，用户可以自由编辑。

文件主要包括以下几个部分：1.模拟设置：包括模拟类型、计算精度、时间步长等。

2.系统定义：包括原子类型、原子数、晶格结构等。

3.相互作用参数：包括势能函数、截断半径等。

4.边界条件：包括周期性边界、固定温度/固定体积等。

5.初始化条件：包括原子位置、速度、温度等。

6.输出控制：包括输出文件格式、频率等。

7.计算任务：包括平衡、动力学、热力学等。

三、IN文件案例解析以下为一个简单的IN文件案例：```# Simulation settingsdimension = 3boundary_style = "periodic"timestep = 0.001# System definitionatoms = Atoms(numbers = 2, positions = [[0, 0, 0], [1, 1, 1]])# Interaction parameterspotential = "pair_harmonic"cutoff = 2.5# Output controloutput_style = "custom"custom = "lammps_output.txt"# Calculation tasksequilibrate(temperature = 300, time = 100)run(time = 10)```该案例设置了一个2原子系统，采用周期性边界条件，模拟时间为100时间步长，温度为300K。

1.atom_style 粒子和模拟的类型2.input script (in.*) 输入文件3.log file (log.*) 日志文件（输出文件的一种）4.dump file (dump.*) 输出文件5.units command 定义模拟的单位units lj （lj势能函数）metal real si （国际单位）cgselectron micro nano势函数的单位是无量纲的，定义质量mass、长度单位sigma、能量单位epslion和boltzmann constant=1，不能用在被read_data和creat_box定义的模拟中。

6.atom_style command 格式atom_style style args body nparticle 2 10？？一旦定义就无法修改，包含了坐标、速度、原子编号、种类不能用在被read_data和creat_box定义的模拟中。

7.read_data command 可以指定原子的坐标组成：文件头和文件主体不同部分可以用黑线割开，顺序没有影响keyword fix 把数值放在开头dist value = uniform or gaussian？？8.pair_style command to compute pairwise interactions pair potentials are defined betweenpairs of atoms that are within a cutoff distance and the set of active interactions typically changes over time.9.pair_coeff command 默认是i=j 指定原子间的对势系数;pair_coeff * * 1.0 1.0 2.5pair_coeff 2 3 2.0 1.0 1.12 其中i=2 j=3 1.12是混合原子的对势，10.neighbor command set parameters that affect the building of pairwise neighbor lists11.fix 任意操作命令：fix 自己编号作用原子团的编号样式参数；12.atom_modify command 修改在lammps里定义的和储存的原子特定的属性，来补充原子样式命令指定的内容。

关于一篇带有 lammps 输入文件的文章为了研究材料的力学性能和热力学行为，分子动力学（MD）模拟是一种广泛使用的计算方法。

LAMMPS（大型分子模拟器）是一种常用的MD软件，它提供了丰富的功能和灵活的输入文件格式。

本文将介绍如何使用LAMMPS进行模拟，并提供一个简单的输入文件作为示例。

在进行LAMMPS模拟之前，我们需要准备扩展名为.lmp的输入文件。

这个文件包含了模拟所需的各种参数，如原子种类与数量、势函数类型、初始构型和模拟时间等。

要生成一个最基本的输入文件，我们可以按照以下步骤进行。

首先，在终端中进入到LAMMPS的bin目录，执行以下命令：./lmp_serial -in in.init这会生成一个名为in.init的输入文件，其中包含了LAMMPS的常用默认选项。

接下来，我们需要对这个文件进行修改，以满足我们的具体需求。

首先，在输入文件中定义原子种类与数量。

例如，以下代码定义了两种原子，一种叫做"Ni"，另一种叫做"Fe"，各有1000个。

Define atom typesread_data datafileDefine number of atoms of each typegroup Ni type 1group Fe type 2set group Ni 1000set group Fe 1000接下来，我们需要定义分子间的相互作用势函数。

LAMMPS提供了各种不同类型的势函数，如Lennard-Jones势和Morse势等。

以下代码演示了如何设置为Lennard-Jones势。

Define Lennard-Jones potentialpair_style lj/cut 2.5pair_coeff * * 0.0104 3.40在这里，pair_style命令设置Lennard-Jones势为模拟中使用的相互作用类型，而pair_coeff命令设置了相互作用势函数参数，包括原子间的力和截止半径。