细胞与分子生物力学及相关问题.ppt

LAMMPS 简 介 1. LAMMPS 特性 1.1. 简介 LAMMPS: Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator 美国能源部两个实验室和三个公司联合开发，Sandia国家实验室发布 固、液、气态的经典分子动力学模拟 易于扩展，如加入新的力场、原子类型和边界条件等 C++ with MPI，FFT库函数 支持 GPU 和 OpenMP 一个脚本可以运行一个或多个模拟 1.2. 模型（atom_style） 原子 粗粒化粒子（例如高分子的小球-弹簧模型） United-atom 高分子或有机分子 全原子高分子，有机分子，蛋白质，DNA 金属 颗粒物质 粗粒化介观模型 有限尺度球和椭球粒子 有限尺度 line segment（2d）和三角（3d）粒子 偶极粒子 硬球粒子 以上模型的组合 1.3. 力场 (pair_style, bond_style, angle_style, dihedral_style, improper_style, ksapce_style) 二体势：Lennard-Jones, Buckingham, Morse, Born-Mayer-Huggins, Yukawa, soft, COMPASS, hydrogen bond, tabulated 带电二体势：库仑势，点电荷-电偶极矩作用 多体势：EAM, Finnis/Sinclair EAM, modified EAM (MEAM), embedded ion method (EIM), EDIP, ADP, Stillinger-Weber, Tersoff, REBO, AIREBO, ReaxFF, COMB 电子力场（eFF,AWPMD) 粗粒化势：DPD, GayBerne, REsquared, colloidal, DLVO 介观势：granular, Peridynamics, SPH Bond potentials：harmonic, FENE, Morse, nonlinear, class 2, quartic (breakable) Angle potentials：harmonic, CHARMM, cosine, cosine/squared, cosine/periodic, class 2 (COMPASS) Dihedral potentials：harmonic, CHARMM, multi-harmonic, helix, class 2 (COMPASS), OPLS Improper potentials: harmonic, cvff, umbrella, class 2 (COMPASS) 高分子势：all-atom, united-atom, bead-spring, breakable 水分子势：TIP3P, TIP4P, SPC 隐含溶液势：hydrodynamic lubrication, Debye KIM archive of potentials 长程势：Ewald, Wolf, PPPM (similar to particle-mesh Ewald), Ewald/N for long-range Lennard-Jones 与常用力场 CHARMM, AMBER, DREIDING, OPLS, GROMACS, COMPASS 格式兼容 1.4. 初始构型 (read_data, lattice, create_atoms, delete_atoms, displace_atoms, replicate) 从构型文件中读入原子坐标 在格点上放置原子 在给定构型上删除成组原子 已有构型复制多次 移动已有原子的位置 1.5. 系综与约束条件 (fix) 二维或三位系统 正交或非正交（三斜晶系）模拟区域 NVE, NVT, NPT, NPH, Parinello/Rahman积分器 针对原子组群可以指定不同的热耦 通过 Nose/Hoover 或者 Berendsen 压耦控制压强 模拟盒子可以变形（拉伸或剪切） 谐振函数约束的力 刚体约束，SHAKE算法固定键长键角 化学键的断裂、生成、交换 各种边界 非平衡分子动力学模拟 1.6. 积分算法 (run, run_style, minimize) velocity-Verlet 积分器 布朗动力学 刚体积分 梯度共轭或者最陡下降法进行能量优化 rRESPA 多等级时间步长 rerun 命令 1.7. 数据输出 (dump, restart) Log 文件输出热力学信息 文本文件输出原子坐标、速度等信息 二进制重启 (restart) 文件 并行输出文件流