计算材料学
分子动力学上机实验教程(2014.04)
课时安排、重要通知、更新、软件下载请见:
上机实验相关软件分类介绍
分子动力学:LAMMPS --- 附录1
操作系统:CentOS(linux)--- 附录2
可视化:Atomeye --- 附录3(课堂使用),OVITO --- 附录4(推荐课下使用)
画图:Gnuplot --- 附录5
文本编辑:Gedit:Linux,GNOME桌面环境下兼容UTF-8的文本编辑器。
它使用GTK+编写而成,简单易用,支持包括gb2312、gbk在内的多种字符编码。
远程登录和文件传输:sftp(Xmanager)
附录1.
LAMMPS介绍:
LAMMPS-Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator, 大规模原子分子并行模拟器。
美国Sandia 国家实验室开发,开放源代码且可以免费获取使用,使用者可以根据自己需要自行修改源代码。
LAMMPS可以支持包括气态,液态或者固态相形态下、各种系综下、百万级的原子分子体系,并提供支持多种势函数。
且LAMMPS有良好的并行扩展性。
材料领域,LAMMPS已经是准标准化的分子动力学软件。
LAMMPS官网:/
使用LAMMPS:
(1)输入一般至少包括两个:
(a)input文件: LAMMPS命令集成在该文本中,可以包括MD相关的模型结构,弛豫条件,加载方式,输出
内容等绝大多数信息。
具体每一行语句在官网上有详细的解释。
我们学习的一项主要内容是理解和改写input文件。
(b)势函数文件:将势函数的参数等信息独立出来,写成单独的一个文件,在input文件内调入使用。
(2)运行软件:
保证当前目录下写好了input文件和势函数文件,终端上输入命令(串行):
(3)输出一般有三个部分:(所有输出都与input文件与输出相关的指令相关)
(a)直接输出在屏幕上,一些程序运行的关键信息直接出现输出屏幕上,一般是整个体系的信息。
这些内容默
认保存在mmps文件里,我们称为log文件。
(b)输出记录每个原子信息的文件,有多种形式,我们的到的x.cfg文件是可以被可可视化软件Atomeye直接
读取的。
也可以用gedit直接打开,可以看到每一行记录一个原子的信息,比如坐标,速度,动能,势能等。
(c)其它按照input文件中的指令计算并输出的文件或者是对log文件中的内容处理提取得到的文件。
同样可
以用gedit打开,我们可以对其进行后续的分析,计算,画图等处理。
Input脚本语法介绍:
(LAMMPS版本更新非常快,这里只是对本课程所需的命令及其它部分常用命令的介绍,关注LAMMPS官网/,是学习LAMMPS最有效的方法!)
以下□表示空格,红色表示可更改的参数
2.几种常见的建模建立及其它处理:
(1):构建晶体
8.输出的相关指令
附录2.
Linux操作系统介绍:
Linux是一种自由和开放源码的类Unix操作系统,存在着许多不同的Linux版本,但它们都使用了Linux内核。
Linux可安装在各种计算机硬件设备中,比如手机、平板电脑、路由器、视频游戏控制台、台式计算机、大型机和超级计算机。
Linux是一个领先的操作系统,世界上运算最快的10台超级计算机运行的都是Linux操作系统。
附录3.
Atomeye介绍:
可视化软件Atomeye是一款小巧,功能强大的可视化软件,由麻省理工学院(MIT)教授李巨博士早年间编写开发,官网:/Archive/Graphics/A/
附录4.
OVITO介绍:
OVITO是一款由德国达姆施塔特科技大学(Darmstadt University of Technology)的Alexander Stukowski博士开发的针对分子模拟数据进行科学可视化和分析的软件。
该程序是开源的,并支持所有的主流平台。
关于OVITO的文献是2010发表在Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering杂质上的Visualization and analysis of atomistic simulation data with OVITO–the Open Visualization Tool,18 (2010) 015012。
OVITO的官方网站是/,在官网上可以查看OVITO的使用手册,下载地址/index.php/download2。
相比于Atomeye,OVITO更好的支持Windows平台,极易安装。
使用体验方面它更直观,易上手,不需要记住大量命令,可以用鼠标实现大多数操作,更偏向于商业软件。
推荐大家课下,在windows平台上,自行下载和使用。
附录5.
Gnuplot介绍:
gnuplot是一款命令行的交互式绘图工具,通过命令实现逐步设置,修改绘图环境,拟合函数等进一步分析。
分子动力学实验报告
(2013 至2014 学年第_2_学期)
班级姓名学号
实验名称成绩
一、实验目的
二、实验原理
(实验中用到的理论基础、模拟计算的方法等)
三、实验过程
(实验中具体的操作步骤,包括所用到的各项命令,实验数据的记录,过程中发现的问题等)
四、结果与分析
(分析实验中看到的现象,进行必要的数据分析,得出实验的结论)
五、实验结论
(六、本实验对认知材料计算模拟有哪些帮助?)。