lammps建模 LAMMPS常用建模方法總結

2021-10-16 13:37:53 字數 1868 閱讀 3900

建模是進行材料模擬的第一步,這裡對lammps常用的建模方法進行總結(我平時用到的,難免不全面)。

概況來說,建模方法有兩種:內部建模和外部建模。

內部建模

內部建模,即使用lammps提供的命令建立模型。這種方法主要用於構建比較簡單和標準的體系。

lattice:定義晶格型別;

region:定義模擬盒子的大小;

create_box:建立模擬盒子;

create_atoms:在模擬盒子中建立原子。

當然,建立模型不僅限於這些命令,還有一些其他的命令,比如delete_atoms等。事實上,我看到有些大牛僅僅使用lammps的內建命令,就建立了很複雜的模型。

下面簡單舉一例:構建6x6x6的fcc-cu的晶胞。

輸入指令碼:in.fcc-cu

# model of fcc-cu, 6x6x6

boundary        p p p

units           metal

atom_style      atomic

lattice         fcc 3.61

region          box block 0 6 0 6 0 6

create_box      1 box

create_atoms    1 box

pair_style      eam

pair_coeff      * * /home/xbduan/lammps/potentials/cu_u3.eam

dump            1 all cfg 1 a*.cfg id type xs ys zs

dump_modify     1 element cu

run             0

第8~11行即為建模部分。這裡使用的命令引數很簡單,不做過多介紹。

稍微複雜的模型構建,我會專門開博文介紹。

外部建模

外部建模主要是通過資料檔案 data file實現的,即只要你將你需要的構型以data file所要求的格式儲存成檔案,就能夠被lammps讀入,而建立模型。

假如已經有了能夠反映模型的data file後,就可以直接使用read_data命令完成建模了。

data file基本格式

如下圖所示,這給出的是data file最基本的格式,只包含原子座標,而不包含鍵能鍵角等引數,一般的合金體系是這種型別。

data file獲取方式

實際上,只要你最後得到的data file的格式類似於上面(不包括注釋),就可以被lammps讀入,而不管你是採用什麼途徑。

目前來說,比較遺憾的是還沒有任何一種軟體支援直接匯出data file的檔案格式,但是因為data file檔案格式還比較簡單,所以還是比較容易獲得的。

1. 軟體匯出+手動編輯

很多軟體,如material studio,具有強大的建模功能,而且支援很多種檔案格式的匯出。遺憾的是,目前還不支援直接匯出data file格式。

(1)使用建模軟體完成建模後,匯出xyz檔案格式(因為xyz檔案格式與data file格式比較相近,比較容易修改);

這種方法適用於構型相對簡單、原子數不多的情況下,否則編輯的工作量會很大。

我寫過乙個matlab指令碼,可以完成這種格式轉換:【xyz2lmp: 將xyz格式轉成lammps的data file】

2. 程式產生

使用程式建模是最自由的方式,因為它幾乎不受任何限制。不論你的模型多麼複雜,總能夠使用一定的演算法完成建模。

但,這要求你對你要建立的模型由深入的理解和有一定的程式設計能力來實現你的演算法。

對於一些複雜的模型,如位錯、多晶等缺陷,幾乎只能用這種方法實現(如果你能夠在網上找到現成的**,you are lucky!)。

因為這種方法因模型差異很大,所以這裡也不做過多介紹了。

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