Lammps 软件的学习和应用
上海超算中心L ammps程序应用培训交流
鲁红权
2011年4月
主要内容分享一些曾经的学习和使用体会
l初识LAMMPS程序
–lammps程序初识
–Lammps程序的特点
l如何有效学习lammps程序–如何快速入门
–如何有效学习手册
l如何应用lammps程序解决问题–Lammps程序应用过程
–Lammps应用的实例分析
Lammps程序能与不能
l能（features）
–一般意义（并行化，可扩充，脚本化输入，接口化编译）–专门意义（能建模原子类型，有什么力场，有那些原子
操作，如何设置系综/边界/约束，积分方法，输出控制，
前后图形处理，以及具有一些什么特色功能）
l不能（non-features）
-非图形化界面，不能自动建立分子结构模型和分配力场
参数，不具有复杂的分析的手段，不能可视化输出结果-补救：Pizza.py工具包，用于建模和分析以及可视化，
但是功能不够强大。
-必须一些其他前后处理软件（几何建模，物理建模，可
视化分析）结合使用，接口方法。
Lammps程序目前的特点（简述）
l从势场角度看：建模软物质（生物分子，聚合物），固态材料（金属，半导体），以及粗粒子和介观材料。更一般的说是lammps程序是用来建模原子/介观/连续尺度物质以及其在热、力学、化学条件下的性质的模拟软件，因此是系统化方法。
l Lammps程序运行环境：单CPU和多CPU，采用的是消息响应和模拟域的空间分解并行机制。
l Lammps程序代码共享和模块化设计，具有功能易于扩充的特性。新版采用C/C++语言书写，周期性发布，以日期为为准，不断更新一些bug和增加一些功能。脚本语言应用开发。
l美国能源部下属的圣地亚国家实验室发布，主要作者：Steve Plimpton, Aidan Thompson, and Paul Crozier
l网上邮件组可以解决和及时交流
Lammps程序入门
选择正确的比正确的选择更重要
l明确自己的问题和方向，选择正确的工具
–要做的是什么问题，属于物理，化学，力学，材料，还是都有？
能否具体到希望要作出什么结果？实验和理论上是否有相似的研
究？再看问题是否适合lammps程序？是否有别的程序可以替代选择或者联合选择？
l计算环境搭建可行性分析
现
–有计算机条件:硬件水平决定模拟的规模
–是否有相关的支持：软件环境
–团队学习的重要：交流是非常重要
l学习一点分子动力学基础
–物理学基础：原子论，量子论，简单的数学
–材料学基础：结构化材料，晶体理论
–统计力学基础：热力学知识，统计分布
–专业基础：热流热导分析，应力分析，辐射损伤分析，蛋白质
–计算机基础：程序学习和改进，编程和硬件识别
Lammps手册的使用----法宝
l求人不如求己
–准备一份纸版，一份电子版放置在桌面。
l养成良好的学习习惯
–几个章节必须看（1-1,2,3；2-2,3,5,6,7；3-1,2,3；4-all)
–读做例子有感觉（melt，crack，shear）
–错误信息自己找（完美的错误提示信息）
–随手整理做记录
l命令学习（工具体现）
–命令名称：基本上告诉你意义
–书写格式：脚本语言的特色
–格式选项说明：严格遵守，最好理解含义
–范例书写：有助于自己写脚本
–注意事项：特别的地方
–相关命令：命令分类学习，比如输入有那些方式，势函数定义有哪几类？
Lammps程序的应用
千里之行，始于足下l应用步骤—程序安装
–安装平台环境（考虑不同的操作系统，是否并行计算）
–简单易行的安装
l Windows下：命令行执行方式
l Linux下：编译选择项
l几个关键点：编译器的选择；并行库的位置，相关库的位置
l应用步骤--实例学习
–输入脚本格式书写：3-1节内容，积木式搭建
–分块命令学习方法：
几何模型构建：atom_style, boundary, dimension，units create_atoms,
create_box, lattice, read_data, read_restart, region, replicate
物理模型构建：angle_coeff, angle_style, bond_coeff, bond_style,
dielectric, dihedral_coeff
过程模型构建：Fix：is any operation that is applied to the system during timestepping or minimization. Examples include updating of atom
positions and velocities due to time integration, controlling temperature,
applying constraint forces to atoms, enforcing boundary conditions,
computing diagnostics, etc.
输出模型构建：compute过程计算量，热力学输出量（全局量），局部表
征量（单个原子、组原子）
实例研读一之裂纹分析
# 2d LJ crack simulation //解释和说明
#-------------------几何模型----------------
dimension 2 //几何维度
boundary s s p //边界设定
atom_style atomic // 原子类型设定
neighbor0.3 bin //计算方法的设定
neigh_modify delay 5
# create geometry
lattice hex 0.93 //晶格结构
region box block 0 100 0 40 -0.25 0.25 //模拟几何区域设定create_box 5 box //创建模拟域几何盒子（box）
create_atoms 1 box //创建原子
#------------------------物理模型------------------
mass* 1.0 //质量
# LJ potentials
pair_style lj/cut 2.5 //力场类型
pair_coeff* * 1.0 1.0 2.5 //力场参数
# define groups
#-----------------------过程建模--------------------
Region 1 block INF INF INF 1.25 INF INF //区域划分group lower region 1 //区域内原子分组region 2 block INF INF 38.75 INF INF INF
group upper region 2
group boundary union lower upper
group mobile subtract all boundary //组原子可以组合region leftupper block INF 20 20 INF INF INF
region leftlower block INF 20 INF 20 INF INF
group leftupper region leftupper
group leftlower region leftlower
set group leftupper type 2 // 不同区域原子分配类型set group leftlower type 3
set group lower type 4
set group upper type 5
l# initial velocities
l#---------------过程建模-----------------
l compute new mobile temp
l velocity mobile create 0.01 887723 temp new //边界施加速度l velocity upper set 0.0 0.3 0.0
l velocity mobile ramp vy 0.0 0.3 y 1.25 38.75 sum yes
l#----------------分子动力学过程建模---------
l# fixes
l fix 1 all nve //积分，样本
l fix 2 boundary setforce NULL 0.0 0.0
l# run
l#------------------输出建模-------------------
l timestep0.003 //时间步长
l thermo200 //采样步长
l thermo_modify temp new
l neigh_modify exclude type 2 3
l dump 1 all atom 500 dump.crack //输出到文件
l run5000 //运行开始
Lammps程序应用之二----表面能计算
物理理论建模是关键，程序仅仅只能是实现的工具。
新
表
面
100
表面表面能计算
几何建模：简单晶格
结构100表面
物理建模：简单合金势函数
区域分块
过程建模：实现真空层
输出建模：计算能量，原子坐标
输出控制：格式，参变量
能量最小化方法，计算E0
特殊技巧处理
过程建模：移动盒子，
移动原子，产生新的
表面，计算产生新表
面后的E（final）
计算111表面，首先几何建模的过程中要知道如何在物理和几何上产生（111），最后通过lammps的命令的方法实现。
lattice fcc 3.615 origin 0 0 0 orient x 1 1 -2 orient y -1 1 0 orient z 1 1 1
?Lammps 具有强大功能和开放式的扩充结构?后续的数据处理常常是非常辛苦的
?小结
Lammps 程序需要结合其他程序来完成你的发文章的要求模拟研究的任务。?做好修改源程序的准备
谢谢
Project #1 硅的晶格常数和体弹模量的计算 一、平衡晶格常数和内聚能 自然条件下硅为金刚石结构(dc )。计算模拟时，我们可以假定它为各种结构，f cc, bcc, sc, dc. 可以预测，模拟的dc 结构的硅的体系能量最低，也即最稳定。下面我们将运用LAMMPS 来对硅的各种结构进行模拟。 定义晶格能量为Φ， 数密度为 ρ： pot E N Φ= N V ρ= 其中E pot 为势能， N 为体系总原子数，V 为体系的体积。选取 Stillinger-Weber (SW)，以下面命令执行 lammps 运算： 其中，lmp_serial 为 lammps 命令；”<” 符号为读取符；in.Silicon 为输入文件，里面包含运算所需要的各种数据和命令；-log 指定输出文件的名称。 可以看到屏幕上显示出lammps 运行的信息。这个计算量很小，所以很快就结束。接下来以如下命令来查看计算得到的数据： grep 是linux 中一个很重要的命令，用来搜索文本，读取匹配的行并打印出来。这里是搜索 dc.log 文件，将 @ 开头的行打印出来。如下： 晶格参数为5.4305埃,数密度为0.0499540303，每个原子的能量为-4.336599609eV.
下面具体来看刚才给的输入文件，in.Silicon . dc.log 文件中有原子总数的信息， 每个金刚石晶胞中有8个原子，383216?=，所以是216个原子。如下给出各种结构下的体系的原子数：
晶体结构类型 晶胞中的原子数 总原子数 简单立方SC 1 27 体心立方BCC 2 54 面心立方FCC 4 108 金刚石DC 8 216 表1. 不同晶体结构中的原子数 下图是计算模拟得出的各种结构下的数密度与每个原子能量的关系图。 横坐标为数密度， 以金刚石为例，ρ= 8/5.4315^3=0.049926，也即我们直接通过 grep 命令得到的第二项值；纵坐标为每个原子的能量，为第三项值。 金刚石之外，还需计算其他结构。只需对 in.Silicon 做稍微改动： 首先，将in.Silicon 复制成in.fcc : 然后编辑 in. fcc 改动如下几项： 然后如下命令执行： 相应的，如下命令查看log 文件中的数据：
#文件结构 #Initialization #Atom definition #Settings #Run a simulation #注意本程序由于默认的单位体制是LJ # 2d friction simulation #初始化 dimension 2 #维数 boundary p s p #边界条件 boundary x y z x,y,z =porsorform, one or two letters p is periodic f is non-periodic and fixed s is non-periodic and shrink-wrapped m is non-periodic and shrink-wrapped with a minimum value s为收缩边界（自由边界），用于有限尺寸的维度，随原子移动而改变，原子不会跑出边界；f为固定边界，同样用于有限尺寸的维度，模拟时原子可能跑出边界，跑出则程序终止；p为周期边界，原子可以周期穿过盒子边界。m为柔性边界，允许边界上的粒子有微小移动以反映内层原子的作用力施加到它们身上的情况。 atom_style atomic #atomic原子模式（用于粗粒液体，固体和金属的模拟）。Define what style of atoms to use in a simulation 定义模拟体系中的原子属性。用比需要的范围大的类型。 neighbor 0.3 bin #建近邻表参数（r+rc），rc为力的截断距离，缓冲距离r=0.3sigma（σ），bin表示为近邻表类型。所有截止距离等于它的力的截断距离加上缓冲距离的原子对都被存储在列表里。其值的选择取决于单位制。 Syntax：neighbor skin style This command sets parameters that affect the building of pairwise neighbor lists. skin = extra distance beyond force cutoff (distance units) style =bin or nsq or multi neigh_modify delay 5 #间隔5载荷步重新形成近邻表 # create geometry #创建初始几何构形 lattice hex 0.9 #定义晶格类型(二维hex)和Lennard-Jones折算密度0.9 region box block 0 50 0 22 -0.25 0.25 #定义模拟盒子（区域）的大小，在空间x[0,50],y[0,22],z[-0.25,0.25]的范围内创建区
花艺学习心得与体会 精品文档 花艺学习心得与体会 一、意义 从XX年开始，中国插花已被正式列入非物质文化遗产，这是中国插花界的盛事。而科学是不分地区与国界的，由于历史的原因，在台湾以黄永川董事长为首的中华花艺文教基金会在研究和推广中国传统插花方面的深度和广度都独树一格，并在中国和海外取得令人瞩目的成就。他与同行编与了一套十分完整的、有系统性、科学性、严格谨性的培训教科书共十五本，其价值可与日本池坊教科书媲美。 二、心得与体会 掌握好的学习方法 1、首先要了解中国插花的特色，为今后创作打下良好的基础 2、按照讲义的教导，为期事半功倍，在学习过程中要循序渐进细读每一章节的内容，并注意细节说明。 明确理论与实操的关系 只有扎实的实操技能，而没有厚实的理论基础，学习高研课程时会感到很吃力。但只有理论，而没有扎实的实操枝能，很难把自已的创作理念表现出来。本人在这方面吃了不少苦头。 贵在坚持，克服困难，打好长久战的准备 1 / 2 精品文档
中华花艺教科书共15本，以最快的速度学习，也要7至8年，在这漫长的岁月里，要坚持下来，我们的体会:真不是一件容易的事，除了有坚定的信心外，还需要有金钱作为后盾及身体的支持。但我们相信，坚持就是胜利。 雄关漫道真如铁，如今起步重头越 经过八年的悠悠岁月，我们终于闯过了中华花艺如铁的雄关，取得了教授的资格证书，但不要忘记中华花艺文教基金会董事长黄永川先生的教诲:取得中华花艺教授资格证书，代表着一个结束，另一个的开始。本人自知之明，取得中华花艺教授资格证书对本人而言，只是初结的幼果，如今起步重头越，还需继续努力学习，增加知识营养和不断提高操作技能。争取达到结中果的目标，结大果是我的努力方向。 推广中华花艺是我们义不容辞的责任 以上是我学习中华花艺肤浅的体会与心得，拿出来和大家分享，请多指教及多包涵。 第二xx届中华花艺学员中国深圳曾绮玲 XX年11月中旬 2 / 2
ubuntu下并行安装lammps教程（需联网）超简单亲测成功，适合小白 写在前面的话：手册很重要，一定要看手册！！！本人小白一个，没用过任何linux系统，前天才安装了ubuntu，linux系统和win系统有很大的区别，很多操作需要在终端中进行，因此想要安装lammps，最好先熟悉一下linux的基本操作，然后根据手册进行编译安装。安装过程中我走了很多弯路，下载lammps以后就先看了看手册，关于安装那一部分写的很详细，但由于对linux基本操作都不熟悉，以至于根本看不懂，没办法，只能按照网上的教程安装，但装了一天也没成功，最后舍弃所有教程，还是自己根据手册安装成功的。熟悉了linux的基本操作以后就能发现，如何安装lammps手册上其实说的很清楚了，很多教程都走了弯路，进行了很多不必要的步骤，特别是对ubuntu系统的用户来说。这个教程意在帮助ubuntu和lammps小白少走弯路，我尽可能详细地列出了安装过程中的每一个步骤，并对步骤进行了说明，希望能帮助小白们在了解linux基本操作的同时完成lammps的安装。但最好还是根据手册自行安装，因为手册上说的真的很详细。由于我也是小白，加上写作水平有限，难免有纰漏，有不足之处，还请见谅。 lqjunzi 2016.6.2 首先安装ubuntu系统，不会的自行查看相关教程 1.进入安装好的ubuntu系统，先打开software updater（桌面左下角有个类似Windows开始菜单的图表，点击，搜索updater）更新系统，不
是必要的，但不更新可能会出现问题，更新比较慢，要联网下载很多东西 2.打开终端（以下在终端中所需输入指令均高亮标出），系统默认是没有root密码的，但安装lammps时需要在root账户下进行，创建初始root密码的命令如下： lqjunzi@lqjunzi:~$ sudo passwd root #输入sudo passwd root按回车，可以鼠标复制粘贴，但ctrl+c不管用 [sudo] lqjunzi 的密码： #输入密码，回车（输完指令按回车执行，后面省略），输入过程不显示 输入新的 UNIX 密码： #再次输入密码，输入过程不显示 重新输入新的 UNIX 密码： #再次输入密码，输入过程不显示passwd：已成功更新密码 #提示root密码更新成功 lqjunzi@lqjunzi:~$ su #输入su，回车 Password: #输入密码，回车 root@lqjunzi:/home/lqjunzi# #可以看到最前面的用户名已经由lqjunzi变成啦root，而后面的~$也变成了#，#是在root下操作的标志 3.下载lammps安装包，下载后的安装包默认 在/home/lqjunzi/Downloads目录下，这里的lqjunzi是安装系统时的用户名，习惯的将下载后的lammps-stable.tar.gz复制至/home/lqjunzi/sw 目录下（完全可以不复制，就在Downloads下操作，只是个人习惯，如不移动则后面操作目录相应改变） root@lqjunzi:/home/lqjunzi# mkdir sw #在/home/lqjunzi目录下建立sw文件夹 root@lqjunzi:/home/lqjunzi# cd Downloads #进入 Downloads文件夹
花艺设计学习心得 这个学期我们学了插花与花艺设计这门课程，因为我这个人很喜欢花，对插花也有很大的爱好，所以很新奇的开始听课，听一会就特别感兴趣，感觉特别轻松，所以不知不觉中进入老师的课件，那个时候开始我对插花有了更进一步的了解，在了解的基础上我更喜欢上了插花。通过几周的学习和老师的细心讲解，我了解到现如今花艺设计不仅仅只是简单的插花设计，花艺设计更是一种空间花艺以及设计的行业。花艺设计是会有更高的境界与审美，掌握丰富多彩的设计风格，花艺设计师需要找到每一对恋人喜欢的设计方法，让婚礼策划师通过花艺装饰设计诉说关于爱的美丽誓言。花艺设计从希腊的爱情海花艺设计讲起，将美国、日本、荷兰等的花艺装饰设计一一串联，融入独特的异域文化特色，能够呈现出呈现迥异多变的立体空间婚礼花艺设计。 通过学习我还认识了很多花，下面简单介绍我最喜爱的两种花。 非洲菊，非洲菊又名扶郎花原产非洲南部。花大色美娇姿悦目 是重要的切花装饰材料。大朵红色非洲菊用于新娘捧花。它与月季、唐菖蒲、香石竹列为世界最畅销的“四大切花”。花语：非洲菊花语是象征神秘、互敬互爱有毅力、不畏艰难。还有鹤望兰，又名天堂鸟。是一种有经济价值的观赏花卉。盆栽鹤望兰摆放宾馆、接待大厅和大型会议具清新、高雅之感。在南方可丛植院角点缀花坛中心同样景观效果极佳。亦为重要切花。花语：自由、幸福、潇洒、为恋爱打扮的男孩。
我们这门课主要还讲解了插花艺术。插花是一门艺术，艺术需要创造，成功的作品才能给人以美的享受，欣赏时感到心灵相通，若有所悟，得到启示，回味无穷，同时也获得知识。当然，初学者要循序渐进，经过刻苦学习和实践，才能掌握好插花的知识与技能。初学者要首先学习插花的种种技巧，如花材的选择与处理，构图、造型及搭配，这是非常重要的。但仅此还远远不够，还应学习有关植物、绘画、文学等知识，才能灵活运用上述技巧进行艺术创作。因此，插花艺术家也应像作家、画家、表演艺术家一样，深入社会，深入生活，去寻求创作的源泉和灵感，使作品不仅具有形式美，更重要的是具有思想、情感的意境美。仅有娴熟的插花技巧，其作品缺乏思想、意境的作者，充其量只是一位插花匠。由此可见，要学好插花，必须不断地丰富和提高自己的文化艺术修养，使作品具有传情、动情、充满诗情画意的意境美和精神美。 插花看似简单容易，然而要真正插成一件好的作品却并非易事。因为它既不是单纯的各种花材的组合，也不是简单的造型，而是要以形传神，形神兼备，以情动人，融生活、知识、艺术为一体的一种艺术创作活动。插花是用心来创作花型，用花型来表达心态的一门造型艺术。所以花艺和插花艺术是相辅相成的，缺一不可。 最后，谢谢老师的细心教导。学习花艺设计对女孩子来讲是个提升自身气质的好机会，希望我可以在生活中能够继续了解花艺。
插花艺术课程准则集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
《插花艺术》课程教学大纲 课程名称：插花艺术 学时：64（理论学时44、实践学时20） 适用专业：酒店管理类专业 开课学期：第一学期 先修课程：《旅游学概论》、《饭店管理》、《设计基础》、《现代服务业管理》考核要求：考试 使用教材及主要参考书： 1．黎佩霞，范燕萍主编.《插花艺术基础》第二版，中国农业出版社，2002年 2．王莲英、秦魁杰等，《中国古典插花名着名品赏析》，福建科学技术出版社，2002年。 3． 4．黎佩霞等编着，《插花艺术基础》，中国农业出版社，2004年 5．蔡俊清，《插花图说》，上海科学技术出版社，1998 6．王莲英，《插花艺术问答》.，金盾出版社，1993年版 一、课程性质和任务 通过本课程教学，使学生了解中、西方插花的历史，掌握插花艺术学的基本知识，领悟插花造型与鉴赏的基本原理，提高学生对插花、盆景与压花等花卉艺术品的创作与应用能力，提高学生的专业素质和就业能力；同时，增强学生的艺术修养，培养学生对花卉艺术品的鉴赏能力，促进学生综合素质的提高。 本课程主要讲授插花艺术的基本原理及造型技法，主要内容包括：插花艺术的定义与范畴、花卉装饰的意义、方式、规律，插花艺术的特点及效果，插花的艺术流派及其风格特点，插花的原理，基本造型，花材和花器的选择，花材的整理加工和保养、造型技法；东方插花艺术的表现方法与要求，西方插花艺术的技法与要求，现代插花艺术及插花艺术作品的鉴赏及评判以及前卫另类插花等；仿真花的插作；并辅以动手实践，使学生能掌握插花艺术的基本原理以及初步具备插花艺术造型的技能。 二、课程教学目的和要求 利用多媒体手段结合课堂现场演示，目的是通过图片及实物对基本理论作深入浅出的讲解，增加学生的感性知识，并唤起学生的学习兴趣。通过向学生展示优秀作品的图片，增强本课程的艺术欣赏性，达到使学生在学习中提高艺术修养的目的。
“插花与花艺设计”课程 学习指南 插花与花艺设计课程为园林专业主干课程，直接培养学生的插花与花艺设计设计制作能力。 职业能力要求： 培养学生的插花与花艺设计制作能力、花艺公司（工作室）经营管理能力。具体为： 1、掌握插花与花艺设计的基本理论知识； 2、能熟练插作东西方各种基本花型； 3、能熟练设计并插作各类礼仪插花、装饰插花； 4、培养学生具有自我发展，创作高水平创意插花的能力； 5、培养学生具有良好的职业素质。 教学目标： 通过本课程的学习，学生要在课程考核合格的基础上，通过深圳市“插花员”中级工考试并取得证书，少数同学能通过深圳市“插花员”高级工考试并取得证书。并引导部分学生取得国际“高级花艺设计师”职业资格证书。 课程内容介绍 初级插花员 中级插花员 高级插花员 国际高级 花艺设计师
“插花与花艺设计”课程以工作过程系统化和可持续发展为出发点，按国际、国家职业标准逐级构建了插花与花艺设计“基础—应用—创作”三大模块（三大部分）12个“学习情境”24个“项目”。以生物学原理把课程理论知识点项目化，融入三大模块，实现随着技能的增加理论层次逐渐上升。大家在利用课程资源进行学习时应遵循课程内容编排规律依次进行。 图1 插花与花艺设计课程“学习情景”设计 课程教学资源介绍及应用 在进行课程资源建设时遵循“有用、好用”原则，把课程教学资源分为三部分：课程介绍、课程基本资源、课程拓展资源。 课程概要部分主要是介绍课程总体情况，包括课程简介、课程标准、课程教学进度安排、课程考核文件及课程学习指南。通过这部分的内容，让学生对本课程有基本的了解，并知道如何利用这个课程的教学资源进行自主学习。 “课程基本资源”涵盖课程教学设计、课程教案、课程教学演示文件、课程实训卡单报告、课程教学录像、教师示范及学生实训作品等。对这部分的资源，插花材料处理 西式基本花型 东方插花基本花型 花艺设计线描图绘制 （4个“学习情境”12个 “项目”，48学时） 命题艺术插花 自由命题创意插花 （1个“学习情境”2个“项目”，9学时） 现代插花手法和类型 礼品花艺设计 节庆花艺设计 庆典花艺设计 婚庆花艺设计 装饰花艺设计 （6个“学习情境”10个“项目”，39学时） 创意插花 应用插花 基础插花
Project #2 金属中的点缺陷：空位和间隙原子 一、空位 从晶体中移去一个原子，即可形成空位。本例将运用 LAMMPS 计算空位形成能, E v. LAMMPS 输入文件为in.vacancy 1) 在 fcc 结构的完整Cu晶体中引入一个空位 沿<100>方向构造一个 4 ×N×N×N 的晶体。N为input 文件中lattice命令指定的个方向上的晶胞重复单元数。 2) 弛豫 当一个原子从晶体中移走之后，周围的原子将相应地调整位置以降低体系势能。为得到稳定的构型，需要对体系进行弛豫，relaxation. LAMMPS提供两种能量最小化方式，cg 和 sd。本例中选用 sd 方式进行能量最小化。 如下是输入文件，in.vacancy:
3) 运行lammps 4) 计算空位形成能 空位浓度由下式给出： [n ] = exp( ? F v / k B T ). 其中 F v = E v ? TS v 为形成一个空位所需要的Helmholtz 自由能. 忽略熵S v , 空位浓度公式简化为 [n ] = exp( ?E v / k B T ). 设 E 1 为完整晶体能量，含N 个原子；E 2 为弛豫后的晶体能量，含N – 1个原子。空位形成能 E v 为： 211v N E E E N -≡- 或 ()21v coh E E N E ≡--, 其中 E coh = E 1 / N , 为完整晶体的内聚能。 本例中以EAM 模型计算4×(20×20×20)=32000个原子的体系，得到空位形成能E v ~ 1.26 eV ，文献中的实验值为~1.28 eV ，符合较好。 另由上式计算得到，300K 温度下的空位浓度为~ 7.59×10-22 ，1350 K (T m ) 时的空位浓度~ 2.2×10-5（文献中的实验值为~2×10-4 ）。换算时注意(1 eV/k B = 1.1604×10?4 K) 图1. 空位处于4×(6×6×6) 的 FCC 晶体中心，106c a =,206c a =,306c a =. 颜色依据原子势能标注。
《花卉鉴赏与花艺》课程简介 花卉鉴赏与花艺是面向全校学生开设的公共选修课，是由花卉与艺术相融合而成的一门课程，具有很强的实践性、艺术性和趣味性；本课程主要包括植物概论、花卉鉴赏、花艺和压花艺术四部分内容，主要讲授花卉概念、类型、应用、各国国花及名花识别与赏析和压花艺术；总学时34学时，课堂讲授18学时，实践教学16学时。通过本课程学习，使学生了解和掌握植物学的基本知识，加深学生对生物多样性的理解，从而树立生物多样性保护的意识；同时以花卉为切入点，通过学习和实践花卉鉴赏及压花艺术，增强学生的审美情趣和艺术修养，提高学生的动手能力，进而培养学生创新意识和创新能力，促进学生综合素质的全面发展。 考核方式由理论课成绩和实践课成绩组成，理论课成绩为作业与课堂表现成绩，占总成绩30%；实验课成绩由实验操作与作品成绩组成，占总成绩70%。 “Flowers appreciation and artistry” a disci pline combined of floriculture and artistic equivalent with highly practical, artistic and interesting, which opens for all students in public. This course includes introduction of botany, flower appreciation, floral art and pattern art, mainly concerned the concepts, types, application of flowers, national flowers and flowers recognition and appreciation, floral art and Pattern art. This course will last for 34 classes, 18 classes are class teaching and 16 classes are clinical practice. By learning this course, it will help students well know and master botanical basic knowledge, and make students understand biodiversity well to set for firms to protect biodiversity; At the same time, as the breakthrough point with flower, by learning, appreciating flowers and pattern art to improve students’aesthetic charm, artistic culture and the ability of practice, thus cultivating the ability and originality of innovation. That can advance the all-around development of students.
Project #4 表面与界面能 铜的表面能 当物体形成表面时，表面上的原子键发生断裂，接近表面的几层原子不再如之前处于平衡状态，从而导致能量的升高，升高的温度便是物体的表面能。 利用LAMMPS 做出 20*20*40 fcc 的盒子，删去边缘的原子制造出一段真空层；算出此时体系的总能量0E ，然后从中间把盒子切成两半并移至足够远的距离，此时的体系总能量为E final ， 从而表面能： 02final surface E E A γ=? A 为表面的面积 (100) 面与 (111) 面 如下是输入文件in.surface_Cu_100 # LAMMPS Cu _Surface_100 units metal boundary p p p atom_style atomic lattice fcc 3.61 region box block 0 20 0 20 0 40 create_box 1 box create_atoms 1 box timestep 0.005 thermo 5 pair_style eam/alloy pair_coeff * * jin_copper_lammps.setfl Cu region boundary1 block INF INF INF INF 29.9 INF region boundary2 block INF INF INF INF INF 9.9 group boundary1 region boundary1 group boundary2 region boundary2 group boundary union boundary1 boundary2
LAMMPS分子动力学模拟技术与应用课程内容 一、LAMMPS基础1分子动力学模拟入门理论——掌握lammps的in文件中各命令的意义1.1系综理论 1.2主要算法介绍 1.3积分步长的选取 1.4温度和压力控制 1.5周期性边界条件 1.6分子动力学模拟流程 二、LAMMPS入门学习2LAMMPS入门操作基础 2.1Linux命令入门基础——熟练掌握LAMMPS所用的Linux命令 2.2LAMMPS中一些安装包的介绍——为以后创建自己体系进行选择性安装 2.3LAMMPS的linux版串行和并行及GPU版编译安装——掌握LAMMPS的编译方法，针对自己体系编译可执行文件。 2.4LAMMPS的in文件结构格式、基本语法及常用命令讲解、data文件格式。2.5LAMMPS实例讲解。 实例操作：在linux系统编译安装自己的LAMMPS可执行程序。 三、LAMMPS进阶学习https://www.doczj.com/doc/ea8172447.html,MMPS各种参数计算 3.1颗粒模拟 3.2可视化快照 3.3弹性常数模拟 3.4计算热导率 3.5计算粘度 3.6计算均方位移 3.7计算径向分布函数 3.8计算扩散系数 3.9计算能量数据 3.10Lammps常见错误及解决途径 实例操作：学员结合自己的科研方向，选择运行契合自己研究方向的例子 四、Lammps的建模4LAMMPS建模——掌握基本操作流程 4.1掌握lattice命令建立晶体模型 4.2Packmol建模语法学习及实操 4.3Material Studio建模学习及实操 4.4VMD建模学习及实操 实例操作：把上述实操模型转换成lammps的data文件 五、从examples的简单例子，到完成自己的科研课题5通过examples中的例子，理解要模拟对象的物理意义 5.1运行examples\flow到建立水分子在石墨烯片层(碳纳米管)内的流动模拟5.2运行examples\shear到石墨烯力学性质模拟 5.3运行examples\friction到金属/合金的摩擦模拟 5.4特殊结构的模拟建模（C60系列模型） 实例操作：学员探索由简单例子到自己科研课题的模拟过程 六、环氧树脂在二氧化硅表面吸附建模 (CVFF力场)6环氧树脂在二氧化硅表面吸附吸能的影响模拟过程 6.1创建构型文件 6.2建立输入脚本 6.3运行能量最小化及体系的预松弛
温馨提示： (1)点击标题可直接到相关的“章节”。 (2)为避免混淆，上面的各“章”，在本文中用“步骤2”、“步骤5”这样的词代指；而文中其它地方出现的“章节”是指lammps手册中的章节。 (3)文中跟某些名词相关的网页已加注超链接，直接点击可浏览该页面以获得更详尽的信息。 0. 写在最开始的话 从2007年5月初开始接触和学习lammps，时至今日，依然对lammps存有很多疑惑。如同一个刚入门的工匠面对着一台功能强大的复杂机器，不知所措。虽然还有好多好多的东西要学习，但是也已经了解了一些最最基本的东西了。我可以去帮助那些刚刚入门的人，正如我刚刚开始学习lammps时诸位热心网友对我的帮助。现在，我写一写自己知道的东西，希望对lammps的新手有所帮助，不当之处，真诚地希望各位读者多多指正。 我写的这点儿东西，使用者仅限于使用lammps的新手，而且里面只讲到了ubuntu下编译lammps的单机版，没有涉及并行版的编译。我希望这个“指南”会帮他们更快地了解和学习lammps。如果你已经在使用lammps了，我觉得这个“指南”是不会对你有什么帮助的。不过，对于高手来说，如果你有时间，我还是希望你能看完这篇，因为我接触lammps和MD的时间都不长，我怕我的某些错误会误导新手。所以，希望大家一起努力，完善这个指南。 对这个“指南”有任何的建议，请联系我，联系方式如下： QQ: 365449075 Email: wfc@https://www.doczj.com/doc/ea8172447.html, 另外，我只把这篇文章放在这个由学校提供的个人网页空间。之前QQ空间的那篇文章，因为对其内容改动较大，故我已将其删除。我并不反对转载，（先自我陶醉一下下，可是会有吗？呵呵）但是转载之前，请注意： (1)文章中的一些表述我尚不肯定正确与否。所以转载之前，请你负责任地认真读完这篇文章并确认你是否认可我的表述。如果发现错误，请及时联系我，谢谢先了。 (2)我知道有些论坛的用户可以设置回复或者付出金币or积分等才能查看某些帖子，我坚决反对这篇文章被这么做。 (3)本文没有所谓的版权，完全是分享性质的。转载的时候，没有必要著上是我写的，可是我不希望有一天看到这篇指南成了另外的一个名字的原创。如果你发现文中的错误并做了修改（最好也通知我），那样我们可以算是这篇文章的共同作者。 (4)严禁本文被用作其它用途。 我还要再次重申，我不想写成像教科书一样的东西。我写这篇指南的意图也绝对不是“ 哦，你是lammps新手吧，那你按照我说的做吧。”那我岂不成了教父了？呵呵。要知道，这篇文章的作者只不过是一个3个月前才知道世上有lammps这款代码的家伙，他根本就没有完全读完和读懂lammps手册，他对MD的基本理论了解的是少之又少。我只不过是想结合我学习lammps的过程，写一下我的体会和建议，供新手参考。如果你觉得这个指南对你有用，那固然很好；但是如果你看后觉得我说的都是屁话，那也很好，你可以按照另外的思路去学习lammps，同时，你还可以按照我的联系方式大骂我一顿，我也会洗耳恭听的。 如果这篇文章真的对lammps的初学者有些许帮助，那我将感到十分的欣慰。（返回本文目录） 1. 首先确定lammps是不是适合你 可以从以下两个网页找到答案： https://www.doczj.com/doc/ea8172447.html,/features.html
写在开头： 1.尽量列举了大部分（几乎）的命令 2.带星号命令非常重要，大家在看mannual中命令的解释的时候可以重点先看带星号的 3.非斜命令是运行一个常用模拟所必备的 4.命令顺序为一个基本的脚本文件命令顺序，骨架如此 5.我主要是做金属的，所以其他方向的希望有一个借鉴作用，大同小异 6.对于初学者切不可认为in文件就是这个固定顺序，其实正常模拟过程中做平衡、以及随后的运行在某些阶段都会重复使用某一段命令，比如fix 1 …run；fix 2 …run ………，以及作循环，等等等 7.本文的目的旨在让初学者对in文件有一个总体的把握，希望对新手入门有帮助 8.括号里为这个命令的默认值，我列举的是在使用过程中比较关心的默认值 9.纯属个人学习心得，希望大家多多指点讨论 10.复制的时候希望能留下足迹，如果觉得哪里有问题，随时回来讨论！方便其他人学习！ 11.对in文件通俗点的理解就像洗衣服，洗衣机就是lammps的主程序，这个in文件就是在设定怎么洗衣服 ----------------------------------Initialization基本模拟系统设置------------------------- units (lj) ** 单位系统 boundary (ppp) ** 边界条件 atom_style (atomic) ** 粒子类型 atom_modify * 粒子类型调整，，，凡是后面带一个modify的，都是对头命令的补充修改newton (on) processors dimension (3) * 维数 ------------------------------Atom definition---这一组命令主要用来构建模拟模型的--------------- 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 ---------------------------------------Potencial---定义粒子相互作用势------------------------------ pair_style** 势函数类型 pair_coeff,** 势函数文件名（一般这个文件放在与此in文件的同一个目录下）
[lizhao@c0106 src]$ cd [lizhao@c0106 ~]$ ls examples fftw-2.1.5 fftw-2.1.5.tar.gz hosts lammps-21Oct10 lammps.tar.gz mpich-1.2.7p1 mpich.tar.gz [lizhao@c0106 ~]$ cd examples/ [lizhao@c0106 examples]$ ls colloid crack eim ellipse friction meam micelle msst nemd peptide pour README rigid srd comb dipole ELASTIC flow indent melt min neb obstacle peri prd reax shear USER [lizhao@c0106 examples]$ cd crack [lizhao@c0106 crack]$ ls in.crack log.crack.10Sep10.linux.1 log.crack.10Sep10.linux.4 [lizhao@c0106 crack]$ [lizhao@c0106 crack]$ vi hostfile [lizhao@c0106 crack]$ ls dump.crack hostfile in.crack log.crack.10Sep10.linux.1 log.crack.10Sep10.linux.4 https://www.doczj.com/doc/ea8172447.html,mmps [lizhao@c0106 crack]$ ll total 2544 -rw-rw-r-- 1 lizhao lizhao 2564431 Dec 16 17:48 dump.crack -rw-rw-r-- 1 lizhao lizhao 12 Dec 16 2010 hostfile -rw-rw-r-- 1 lizhao lizhao 1212 Dec 16 17:40 in.crack -rw-rw-r-- 1 lizhao lizhao 4608 Dec 16 17:40 log.crack.10Sep10.linux.1 -rw-rw-r-- 1 lizhao lizhao 4613 Dec 16 17:40 log.crack.10Sep10.linux.4 -rw-rw-r-- 1 lizhao lizhao 4677 Dec 16 17:48 https://www.doczj.com/doc/ea8172447.html,mmps [lizhao@c0106 crack]$ cat hostfile c0105 c0106 [lizhao@c0106 crack]$ mpdallexit [lizhao@c0106 crack]$ ls dump.crack hostfile in.crack log.crack.10Sep10.linux.1 log.crack.10Sep10.linux.4 https://www.doczj.com/doc/ea8172447.html,mmps [lizhao@c0106 crack]$ mpdboot -n 2 -f hostfile -r rsh [lizhao@c0106 crack]$ mpdtrace c0106 c0105 [lizhao@c0106 crack]$ mpiexec -genv I_MPI_DEVICE ssm -perhost 2 -np 4 /export/home/lizhao/lammps-21Oct10/src/lmp_mkl < in.crack . . . . . . ——生成的代码 [lizhao@c0106 crack]$ cat in.crack
一、简介 1.SiC热分解制备石墨烯 自2004年Novoselov、Geim和合作者们从石墨上剥离出世界上第一种二维材料——单层石墨：石墨烯（Graphene）以来，石墨烯就受到了科技界的广泛重视[1]。Novoselov 和Geim两人因此在2010年获得了诺贝尔物理学奖。因为石墨烯的独特特性，在许多技术领域例如光电子学上它都被寄予厚望。研究石墨烯这种材料相关的物理化学特性和发展大面积、高质量生长石墨烯的技术，同时将其与器件物理学联系起来是我们研究和应用石墨烯的必由途径。 石墨烯是由碳元素组成的二维六边形材料，其在光学、电学、热学、力学等性质十分优异。它有可能在后摩尔定律时代成为硅（Silicon）的继任者，在单分子气体传感器[2]、自旋电子学[3]、量子计算[4]、太赫兹振荡器[5]等等领域发挥重要作用。如今，从石墨上剥离出石墨烯仍然是一种重要的石墨烯制备方方法。然而，这种方法产生的石墨烯大小通常不超过1000 μm2，只适合实验室研究，尚不能在工业上大规模应用。科学家发展了其他的石墨烯制备方法，包括将石墨烯视作一种薄膜来生长的化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition, CVD）法、热分解碳化硅法（SiC thermal decomposition）、氧化石墨烯还原法（Graphene oxide reduction）等。 CVD法通过使含碳气源在有催化作用的金属表面分解或者使溶入到这些有催化作用的金属中的碳（C）发生表面偏析，使得在金属表面生成石墨烯或者多层石墨烯（Few-Layer Graphene, FLG）。能否直接在半导体/绝缘体上生长石墨烯呢？碳化硅热分解成功的解决了这一问题。最早试图使六方晶系的SiC晶体石墨化的研究报告见于1961年，Badami在高温和真空环境下得到了发生了一定石墨化的SiC[6]。在一定的退火条件下，SiC晶体表面发生热分解，Si原子发生解吸附，而C原子留下来重新排列和组合可以生长成外延型的石墨烯层[7]。更细致的研究发现用热退火的方法在六方SiC的Si面上生长的石墨烯比C面有更好的可控性，例如：可以更好的控制石墨烯的层数。Si面上生长的石墨烯生长方向与基底晶体结构有密切关系，这样提供了在基底上均匀覆盖和特定方向生长石墨烯的可能性。特别地，石墨烯直接生长在半导体SiC上使得我们无
1、时间单位 1s=103ms=106μs=109ns=1012ps=1015fs 2、如何运行 开始-运行-cmd-输入“e:”回车，输入“cd lammps”直至找到可执行文件的位置，输入“lmp_win_no-mpi –in in.colloid”就可以计算了（新版本可能可执行文件的名称不一样了）。 https://www.doczj.com/doc/ea8172447.html,MMPS的程序可以分为4个部分 Input script structure A LAMMPS input script typically has 4 parts: 1. Initialization 2. Atom definition 3. Settings 4. Run a simulation 后面的两个根据需要可以重复多次. 4.系综的分类 NVE，微正则系综，具有相同的化学组成、体积、总能量的热力学体系的集合。粒子数N，温度T，体积V都相同的孤立热力学体系组成的系综称为微正则系综。微正则系综必须是孤立的，与外界没有任何物质和能量的交换，其容器也必须刚性，没有任何体积变化。 NVT，正则系综，具有相同化学组成、体积、温度的热力学体系的集合。粒子数N，温度T，体积V都相同的热力学体系组成的系综称为正则系综。正则系综必须处在刚性容器之中，没有任何体积变化，与环境之间也没有物质交换。正则系综热力学体系的总能量是变化的，不是固定的。 NPT，具有相同化学组成、压力、温度的热力学体系的集合。体系的压力固定或几乎固定，体系的体积却可以自由变化。是化学中最常用的系综。 巨正则系综是温度T，体积V，化学势μ都相同的热力学体系的集合。巨正则系综体系也可理解为一个巨大的孤立体系中的一小部分，这一小部分与其他部分之间存在充分的物质和能量交换。 5.对一些命令的学习记录 LAMMPS中的许多操作都是基于group的。在建立group的基础上，进行各种操作。 利用VMD生成石墨烯: 使用VMD的Extensions->Modeling->Nanostructure Builder->generate Sheet(s) 就可以生成石墨烯，中间还可以修改各项参数，长，宽，层数都可以控制。 该命令同样可以生成碳纳米管，各项参数也可以修改。 6. VMD导出图片。打开File->Render->Start Rendering
花艺师初学必学课程指南 基础入门学习： 花艺初学者是从基础、简单的理论入门开始，总结了一些基础入门的花艺知识供大家参考。 1、要对世界性花艺的全面认识，了解东、西方插花的不同风格， 2、东西方古典和现代花型的特点； 3、现代花艺技巧及应用， 4、工具使用、选择保养花材、搭配花材、搭配器皿、关于器皿方面，不同风格的花 型搭配不同的器皿； 5、色彩的搭配，色彩是花艺作品的第一印象； 6、学会从专业的角度欣赏花艺作品，提高认知。
技能学习: 成为一名专业的花艺师，大量的技能学习和练习是必不可少的。技能方面主要有：手绑花束、花艺造型、婚礼party花艺、植物盆栽、花艺手绘等。 手绑花束 螺旋式手绑花束是一种现代的插花手法，通过这种手法花材可以呈现一种清晰、单一方向的线条流动，并以圆圈方向向上、下、内、外延伸，给人以舒畅的视觉享受。螺旋手法的花艺作品一般花束整体效果丰富饱满，且花茎的螺旋走向无需修饰也能达到很好的观赏效果。手绑花束是现在商业中用到最多的表现形式。 花艺造型 针对不同的环境，有家居插花、商业庆典插花、酒店装饰插花。根据不同的风格，有东方式插花、西方式插花。
婚礼party花艺 小型的有胸花、手腕花、肩花、颈花、新娘手捧花，中小型的有签到台、餐桌，大型的有拱门、仪式亭、背景、舞台、长型餐桌花等。外景的还有婚车花。熟悉室内到室外婚礼花艺的设计、流程、计算花材的用量，和具体实施过程中需要注意的细节。
植物分类、选材、搭配、器皿搭配、植物病虫害的防治。通过对植物系统的认知，懂得植物养护的理论方法，熟练掌握不同类型的组合盆栽制作方法和技巧，发挥创造力和想象力，提高对家居园艺养护和花店植物产品制作。