lammps-新手一睹

本文结构：0.写在最开始的话1.首先确定lammps是不是适合你2.下载和编译3.如何使用lammps进行计算4.关于manual.pdf(20/JUL/07)的阅读建议5.Comannds的简单讲解6.解决问题的途径7.写在最后面的话温馨提示：(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。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：://lammps.sandia.gov/non_features.html如果你觉得看英文很不爽，这里有一个中文翻译—-Byhooge.lu我也简单说几句，分子动力学要做的，大部分lammps都可以做（呵呵，这句话我是听别人说的）。lammps源代码公开，免费下载，你可以根据自己的需要修改lammps代码，重新编译。lammps可以在并行环境中运行，这更能体现出它强大的计算优势。它能模拟上百万的原子体系，气态，液态或者固态，在各种系综下。lammps提供了各种势函数供你选择，具体请到lammps官网查询。再说说lammps所谓的“缺点”吧。相比lammps的计算能力，它提供给我们的前后处理的功能显得相对弱了一些。对于一些复杂体系初始构型的建立，lammps表现得并不是很尽如人意。所以lammps提供了一个read_data命令可以读入一个data文件，这个文件包括体系中各个原子的xyz坐标等等相关参数。对于这个文件中定义系统的部分，我有两个建议，用其它的软件做好体系构型，导出数据文件，然后按照lammps规定的格式（参阅手册中read_data命令）修改；或者你的计算体系构型中原子的排布有某种规律可循，你就自己编程从而获得lammps需要的data文件。提醒一下，上面提到的通过data文件的方式建立系统的初始构型，是在你已掌握你的体系的相关参数的基础之上的，lammps只是规定了这个data文件的语法格式而已。同时，lammps提供的各种势函数，它也是提供了各种函数的表达式，至于各个函数所需要的参数，lammps并不会告诉你应该填多少。这些参数都需要你在用lammps计算之前就已经知道。如何知道？这个问题我就不能回答了，一种办法是参阅相关的文献（这么说貌似很牵强哦）。还有一个可能被新手抱怨的原因就是lammps没有图形界面。这使得你无法直观地看到你模拟的系统，相关的建议是采用其它的可视化软件，如AtomEye，VMD，raster3d等等。我用的是VMD，Linux版本和Windows版本都有。VMD的简单使用：File-NewMolecule…Browse…thenLoad读入xyz文件Graphics-Representation…CreateRep新建层（VMD中对同一个Rep中所有原子的大小颜色同时控制，所以要对不同种类的原子分别设置显示效果，需要新建几个Rep）Selections结合Keywords和Value设置每个层中的原子。（SelectedAtoms中把all删除，然后双击某个Keywords如type，然后再在Value栏里双击某个种类，之后Apply）Drawstyle中ColoringMethod建议选择ColorID，然后在后面选择颜色；DrawingMethod建议选择Beads，然后在SphereScale和SphereResolution中调整球的大小和清晰度计算结果的数据处理在lammps中也显得不是很方便，你可能需要自己编程进一步处理。至于一些数据曲线的作图，Windows下的Origin，Linux下的labplot足以应付这个问题了。以上我只是把features.html和non_features.html里面的内容结合我的理解简单地说了几句。我建议你认真阅读这两个网页，毕竟，下面的几个步骤，还有那阅读那让人痛苦的手册，都是建立在lammps可以胜任你的计算要求的基础之上的。如果lammps不适合你，那就想其它的办法，不要在看这篇文章的后续内容上浪费时间了。（返回本文目录）2.下载和编译lammps是在linux环境下运行的。所以，首先你要有一个linux环境，如果你已经在用linux了，那当然再好不过了。（lammps也可以在Windows下编译，但那不是我现在所能理解的范围。关于这一点，请查阅“材料科学论坛－分子动力学模拟版”的某个置顶帖后面的相关回帖，但是我个人不推荐这么做。）如果你跟我一样，听到lammps这个词的时候对linux一窍不通，那么你有两个选择。要么在你的Windows环境中虚拟一个linux系统，我没有这么做过，所以我不便说什么。不过我建议你自己在网上搜索在Windows下安装虚拟机虚拟linux的方法，我只是在ubuntu下虚拟过XP环境（只是用来QQ视频），想来应该差不多的。还有一个方法呢，就是安装一个linux。新手的话，我个人推荐ubuntu，对硬件支持较好，上手很快。请参考：ubuntu7.04(硬盘)安装与配置图文指南多罗嗦几句：一开始用ubuntu，我就深深的喜欢上它了，现在，我的机子上原来的Windows已经被我格掉了。换一个操作系统，刚开始会很不不习惯，但是现在，我可以在ubuntu下上网、写文档、看电影听音乐、聊QQ、用MSN、看网络电视、使用Matlab……这一切都是通过ubuntu完成的，而非在VirtualBox虚拟的XP中做的。还有最重要的一点，ubuntu中你所需要的绝大多数软件都可以用sudoapt-getinstall这个命令通过网络安装，不会有Windows里面烦死人的软件破解等等问题。一段时间之后，你就会觉得ubuntu.linux带给你的美妙的享受，它的那种自由和分享的理念，这，绝对不是Windows可以给你的。在ubuntu中文论坛里，你可以学习到很多关于ubuntu的知识，解决你在使用ubuntu过程中可能会遇到的很多难题。关于ubuntu的安装，你也可以请查阅“初学者园地”的帖子，尤其是那几个置顶帖。好了，如果你拥有了linux环境，下面就开始我们体验lammps的历程。到这里下载lammps，建议你下载LAMMPSupgrade。需要说明的是，lammps更新很快，几乎每天都有源代码的修改。所以，你有必要经常关注lammps官方网页。下载之后，你会得到一个*.tar.gz的压缩文件包，在linux的终端，用以下的命令解压。gunziplammps*.tar.gztarxvflammps*.tar之后，你会得到一个名为lammps-*的文件夹（注意，这里的*是通配符）。最新版本的lammps是用C++写的，编译之前，你的linux系统中需要有一个编译器。抱歉地说，我忘记ubuntu是否自带这个编译器了，如果没有的话，用sudoapt-getinstallbuild-essential这个命令安装，这需要你的系统管理员帐户和密码。下面说ubuntu下编译单机版的lammps的过程（并行的编译我还没去学习，如果需要，建议你查阅这个帖子—-Byhooge.lu）。首先到~lammps/src/STUBS目录下，输入make，回车。然后返回到~lammps/src/目录下，输入makeserial，回车。好了，现在你会看到屏幕上的字幕流，表示lammps正在被编译。喝口茶，等会儿，剩下的事情ubuntu会帮你搞定。如果成功编译，在~lammps/src/目录下，会生成了一个名为lmp_serial的可执行文件，计算，就是靠它了。（返回本文目录）3.如何使用lammps进行计算先简要地说说lammps的运行过程：lammps本身没有图形界面，模拟计算的过程都是在linux终端执行。计算的时候，需要用户写一个输入文件（inputscript），可能还需要一个data文件，至于如何写输入文件，我们稍后讨论。假设你已经写好了这个输入文件，文件名为in.name，把这个in.name文件（如果有data文件的话，连同data文件）和在步骤2中编译得到的lmp_serial放在同一个目录下，如~/Desktop/compute/。从终端进入到这个目录，所需要的命令是：cd~/Desktop/compute然后，在终端输入./lmp_serialin.name回车。你就会发现lammps开始计算了。就这么简单。lammps的输出文件主要可以分为三种：一是log.lammps，这里面记录了整个计算过程屏幕上显示的所有信息，更详细的请参照thermo、thermo_modify等命令；另一类是与dump命令有关的输出文件，可以输出应力、能量、原子位置、速度等等信息；第三种是restart文件，具体的信息请查阅write_restart命令。lammps新手一般会很快注意到下载的lammps解压之后的一个名为examples的子目录。面对这里面的in文件中一行行看似无序的单词和数字的组合，如何写in文件，恐怕是新手们的最大疑问。很多网友在一开始学习lammps的时候，总是问：“怎么写in文件？”，“examples目