衝擊波通常是由**或巨集觀物體的高速碰撞產生的，如炸藥**，高速彈丸穿甲，隕石撞擊等。衝擊波作用下材料在極短時間內發生塑性形變、熔化或化學反應等本質上不可逆的變化。衝擊載荷相關的空間尺度（如晶格層次形變）和時間解析度（皮秒至飛秒量級）都非常適合於通過md模擬進行研究。下面簡要介紹如何使用md軟體lammps模擬衝擊波在材料中傳播。使用lammps進行非平衡分子動力學模擬時產生衝擊波主要有以下三種方式[1]：
（1）活塞（piston）衝擊法或「動量鏡」（momentum mirror）法；
（2）對稱衝擊法（symmetric impact）；
（3）收縮週期性邊界條件（shrinking periodic boundary conditions）方法。
下面分別說明在lammps指令碼中如何實現。
第（1）種衝擊方式在非平衡分子動力學模擬中應用比較多。示意圖如下，圖（a）中無限大質量的活塞以速度+up移動，推動相對靜止的材料並在其中產生衝擊波；或者等效地如圖（b），活塞處於靜止狀態而材料整體以速度-up向活塞面移動，所有與活塞面接觸的粒子都被反射或速度反向，即活塞面相當於「動量鏡」。這種方法在側向上使用週期性邊界條件，而在衝擊方向使用非週期性邊界條件。!70相應的指令碼實現有兩種途徑。第一種，先劃分區域：
上面第一行命令設定piston的速度為「v_up」，沿z軸衝擊；第二行設定piston內原子受力為0。另外一種，用較為簡單的命令即可實現同樣的效果：這個命令設定piston初始位置為0，piston沿z軸以「v_up」速度衝擊材料。注意，使用該命令需先在lammps中安裝shock軟體包。更多關於這一命令的介紹詳見官網：
第（2）種對稱衝擊法如下圖所示，兩等質量的材料分別以+up和-up的速度相向運動，在中間處發生碰撞並在中心處產生-us和+us的衝擊波向外邊界傳播。這種方法和實驗中飛片（flyer）撞擊靶板材料而產生平面衝擊波的情況類似。
指令碼如下：
衝擊方向同樣為非週期性邊界，其餘兩側為週期性邊界。第（3）種，收縮週期性邊界條件方法，與上述對稱衝擊方法（2）類似，不同的是這裡使用三維週期性邊界條件[2]。兩等質量的材料也分別以+up和-up的速度相向運動，而衝擊壓縮時邊界也以恆定的速度up跟隨收縮。主要指令碼命令如下：這裡用「fix deform」命令使邊界收縮，v_rate為工程應變率，收縮為負號，其值與衝擊時間和最終收縮量相關。邊界收縮時為保持週期性，兩側邊界（lz1和lz2, 並假設衝擊方向為z）都要做出相應的收縮調整：
lz0為邊界初始值。這種方法可在衝擊波剛好到達兩端邊界時終止衝擊並停止收縮邊界。停止收縮邊界的時刻可用兩塊材料的動能差最小或者質心速度差值最小作為判據。理論上此時體系質心速度近似為0，因而可以研究非平衡載入之後體系後續較長時間的演化過程，如化學反應和擴散混合等。單純收縮邊界情況下衝擊波也可以從兩側邊界產生並向中間傳播，可達到同樣的效果。對稱衝擊方法能有效消除流體自由表面的影響，特別適用於流體中衝擊波的模擬。
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