文章來源：“分子動(dòng)力學(xué)”公眾號(hào)

鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/lYRYV4h7PZkWppGxalqc9w

in 文件描述一個(gè)符合牛頓定律的模擬過程，內(nèi)容大致包含三個(gè)部分：

構(gòu)建所模擬的體系，創(chuàng)造一個(gè)模擬環(huán)境的以及最后輸出想得到的數(shù)據(jù)

一、各類文件

in ：程序?qū)懭?br>log ：寫入狀態(tài)信息（if the switch is used?）
screen : 決定結(jié)果的是否進(jìn)行屏幕輸出
var name : 定義一個(gè)變量，name指變量名，可為字母也可為字符串，形式$x / $ {abc}

二、指令系統(tǒng)介紹

1.一般來說指令的順序并不重要，但在以下幾種情況中必須注意：1. LAMMPS并不是全部讀完所有指令才執(zhí)行，而是讀一行執(zhí)行一次，因此下面的兩組語(yǔ)句是不同的：

timestep 0.5 ? #以下的兩個(gè)模擬其步長(zhǎng)均為0.5 fmsec run 100 run 100 run 100 ? ? ? ? #第一個(gè)模擬采用缺省值步長(zhǎng)為1 fmsec timestep 0.5 run 100 ? ? ? ? #第二個(gè)采用步長(zhǎng)為0.5 fmsec

2. 某些指令只在其他指令之后才生效，如要得到系統(tǒng)溫度必須先進(jìn)行各種定義
3 .若A指令在B之前，B可以引用A定義的變量

三、in語(yǔ)法規(guī)則

1.在LAMMPS中要區(qū)分大小寫，一般指令名稱用小寫字母，文件及用戶定義ID Strings 用大寫。

2.LAMMPS對(duì)每行語(yǔ)句的語(yǔ)法要求如下：

• 當(dāng)語(yǔ)句太長(zhǎng)一行放不下時(shí)，在語(yǔ)句一行結(jié)束的時(shí)候輸入字符 “&” 表示下一行的語(yǔ)句接著上一行繼續(xù)。

• #注釋，但有例外

• 緊跟在$后的為定義變量

• 單詞間用空格隔開

• 第一個(gè)詞為指令名，后面的字段都是相關(guān)的參數(shù)

四、 語(yǔ)句結(jié)構(gòu)

1.Lammps官網(wǎng)命令，寫in data文件時(shí)注意看：https://lammps.sandia.gov/doc/Commands_all.html

http://2.in文件包括四個(gè)部分：初始值，定義原子和盒子，設(shè)定條件，run

大致了解這些命令如下：

• lattice（晶格參數(shù)），region（選擇一個(gè)而區(qū)域），create_box(創(chuàng)建一個(gè)盒子），create-atoms（創(chuàng)建原子）——通過這四個(gè)命令創(chuàng)建原子（按晶格的方式），這種方式適合沒有分子拓?fù)湫畔⒌木w，如金屬，鹽等有規(guī)則晶體信息的物質(zhì)。

五、撰寫data,in文件并計(jì)算

以TIP4P水分子為例。#用in文件撰寫簡(jiǎn)單的小分子模擬

水分子模型參數(shù)（看下面in文件對(duì)照著來看）：Lammps官網(wǎng)-教程-8.5節(jié)howto discussions：https://lammps.sandia.gov/doc/Howto.html

#強(qiáng)力安利軟件：UltraEdit——超強(qiáng)大的文本編輯器，編輯in data文件。（真的超好用，之后遇到很多更復(fù)雜的文件，如力場(chǎng)，記事本已經(jīng)無法滿足了，會(huì)亂序）

data ?file for tip4p 3 atoms 2 bonds 1 angles ? ? ? ? ? ? ? ?#非剛體結(jié)構(gòu)in文件中不能寫masses，剛體的話要寫。full中read_data格式無masses Coords ? ? ? ? ?#坐標(biāo) x y z 1 ? 1.360 ? 1.39 ? ?0.570 2 ? 1.770 ? 0.81 ? ?1.220 3 ? 0.430 ? 1.31 ? ?0.740 Types ? ? ? ? ?#原子編號(hào) 類型 1 ?1 2 ?2 3 ?2 Charges ? ? ? ?#電荷 1 ? -1.0484 ? 2 ? 0.5242 ? 3 ? 0.5242 ? ? ? ? ? ? ? #下面時(shí)拓?fù)湫畔?可看最開頭總數(shù) Bonds ? ? ? ? ?#鍵的編號(hào) 鍵的類型 誰(shuí)和誰(shuí)連在一起 1 ?1 ?1 2 2 ?1 ?1 3 Angles ? ? ? ?#一個(gè)角 1 ?1 ?2 1 3

# in file for tip4p model echo ? ? ? ? ? screen ? ? ? ? #調(diào)試用，打印到屏幕或log文件。none or screen or log or both units ? ? ? ? ?real ? ? ? ? ? #lj or real or metal or si or cgs or electron or micro or nano dimension ? ? ?3 ? ? ? ? ? ? ?#2 or 3 boundary ? ? ? p p p ? ? ? ? ?#p f s m atom_style ? ? full ? ? ? ? ? #重要 ?full:molecular + charge; atomic:only the default values;charge:charge bond_style ? ? harmonic angle_style ? ?harmonic #創(chuàng)建一個(gè)box，并選擇一個(gè)區(qū)域把水放進(jìn)去 region ? ? ? ? box block 0 10 0 10 0 10 ? #規(guī)劃區(qū)域:定義一個(gè)長(zhǎng)方體區(qū)域叫box,長(zhǎng)寬高 單位angstrom create_box ? ? 2 box bond/types 1 angle/types 1 ?extra/bond/per/atom 2 extra/angle/per/atom 1 ? #create_box N region-ID keyword value .....；box支持多少種（大于等于實(shí)際最大值）：原子類型 鍵 角 每個(gè)原子包含鍵和角 molecule ? ? ? tip4 mol.data ? ?#導(dǎo)入模型，需要molecule安裝包才支持。 #read_data ? ? tip4.data ? ? ? ?#計(jì)算完后，生成restart.data，再把in文件改一下并且下面的設(shè)置部分改一下繼續(xù)算。 #region ? ? ? ?w2 block 10 30 10 30 10 30 ? #可定義一個(gè)之間空的區(qū)域w2 lattice ? ? ? ?sc 5.0 ? ? #設(shè)置晶格：晶胞類型，晶格常數(shù)。讓加入的原子分子在個(gè)點(diǎn)上。注意邊界也有分子 create_atoms ? 0 region w1 ?mol tip4 515 ?units box ?#從0開始，實(shí)際上沒有0這種原子類型。設(shè)1之后，加上分子就有三種原子類型，上面create_atoms可改為3 #create_atoms ?0 random 10 1234 w1 mol tip4 12 3units box ?#random不用在格點(diǎn)上，故lattice可不用。隨機(jī)生成，前面部分是生成原子，如果后面跟了分子，則是生成以隨機(jī)點(diǎn)為質(zhì)心的分子，前面注意要對(duì)應(yīng)box要支持這種分子的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，要對(duì)應(yīng)。如果沒跟分子，不能從0開始 mass ? ? ? ? ? ?1 15.9994 ? #原子類型，質(zhì)量 mass ? ? ? ? ? ?2 1.008 neighbor ? ?2.0 ? ?bin ? #截?cái)喟霃较嚓P(guān)的東西 neigh_modify ? ?delay 0 ? ?every 1 check yes ? ? ?#鄰近原子列表更新速度 pair_style ? ? ?lj/cut/tip4p/long 1 2 1 1 0.125 8.5 ? ?#相互作用勢(shì)：原子編號(hào)類型， 鍵和角的相互作用勢(shì)：OM距離 ，截?cái)?pair_coeff ? ? ?1 1 ?0.1852573718 3.1589 ? ? ? ? ? ? ? pair_coeff ? ? ?1 2 ?0.0000000000 1.5795 pair_coeff ? ? ?2 2 ?0.0000000000 0.0000 bond_coeff ? ? ?1 1000 0.9572 angle_coeff ? ? 1 3000 104.52 kspace_style ? ?pppm/tip4p ? ?1.0e-5 ? #計(jì)算長(zhǎng)程庫(kù)侖項(xiàng)，需要kspace安裝包才支持 dump ? ? ? ? ? ? ? 1 all ? ?custom 10 tip4.lammpstrj id type x y z ? ?#將信息寫入tip4.lammpstrj，此后可用vmd打開視圖 dump_modify ? ? 1 sort id #dielectric ? ? ?80.0 fix ? ? ? ? ? ? 1 all ?shake 0.0001 ? ?2 ?0 ?b ? ?1 a 1 ? #設(shè)置偏差控制精度提示，步數(shù)，步數(shù)，鍵和角 fix ? ? ? ? ? ? 2 all nve ?#系綜，后面可跟定義的參數(shù) fix ? ? ? ? ? ? 3 all temp/rescale 1 ?300 300 1 1.0 ?1.0 #minimize 1.0e-12 1.0e-12 1000 1000 ? #能量最小化參數(shù)，指數(shù)越大最小化成都越深 thermo ? ? ? ? ?1000 timestep ? ? ? ?0.05 ? ?#步長(zhǎng)fs run ? ? ? ? ? ?100000 write_data ? ? ?tip41.data ? ?#輸出 write_restart ? tip41.restart