Lammps软件的学习和应用.ppt

Lammps 软件的学习和应用 hooge 2011年4月 上海超算中心 Lammps程序应用培训交流 主要内容 分享一些曾经的学习和使用体会 初识LAMMPS程序 lammps程序初识 Lammps程序的特点 如何有效学习lammps程序 如何快速入门 如何有效学习手册 如何应用lammps程序解决问题 Lammps程序应用过程 Lammps应用的实例分析 Lammps程序初识 Lammps程序是一个经典分子动力学计算程序。LAMMPS 是代表 Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator 。 官方网址：/ lamp: a device that generates light, heat, or therapeutic radiation; something that illumines the mind or soul -- 国内交流论坛： Lammps程序 能与不能 能（features） 一般意义（并行化，可扩充，脚本化输入，接口化编译） 专门意义（能建模原子类型，有什么力场，有那些原子操作，如何设置系综/边界/约束，积分方法，输出控制，前后图形处理，以及具有一些什么特色功能） 不能（non-features） - 非图形化界面，不能自动建立分子结构模型和分配力场参数，不具有复杂的分析的手段，不能可视化输出结果 补救：Pizza.py 工具包，用于建模和分析以及可视化，但是功能不够强大。 必须一些其他前后处理软件（几何建模，物理建模，可视化分析）结合使用，接口方法。 Lammps程序目前的特点（简述） 从势场角度看：建模软物质（生物分子，聚合物），固态材料（金属，半导体），以及粗粒子和介观材料。更一般的说是lammps程序是用来建模原子/介观/连续尺度物质以及其在热、力学、化学条件下的性质的模拟软件，因此是系统化方法。 Lammps程序运行环境：单CPU和多CPU，采用的是消息响应和模拟域的空间分解并行机制。 Lammps程序代码共享和模块化设计，具有功能易于扩充的特性。新版采用C/C++语言书写，周期性发布，以日期为为准，不断更新一些bug和增加一些功能。脚本语言应用开发。 美国能源部下属的圣地亚国家实验室发布，主要作者：Steve Plimpton, Aidan Thompson, and Paul Crozier 网上邮件组可以解决和及时交流 Lammps程序入门  选择正确的比正确的选择更重要 明确自己的问题和方向，选择正确的工具 要做的是什么问题，属于物理，化学，力学，材料，还是都有？能否具体到希望要作出什么结果？实验和理论上是否有相似的研究？再看问题是否适合lammps程序？是否有别的程序可以替代选择或者联合选择？ 计算环境搭建可行性分析 现有计算机条件:硬件水平决定模拟的规模 是否有相关的支持：软件环境 团队学习的重要：交流是非常重要 学习一点分子动力学基础 物理学基础：原子论，量子论，简单的数学 材料学基础：结构化材料，晶体理论 统计力学基础：热力学知识，统计分布 专业基础：热流热导分析，应力分析，辐射损伤分析，蛋白质 计算机基础：程序学习和改进，编程和硬件识别 Lammps手册的使用----法宝 求人不如求己 准备一份纸版，一份电子版放置在桌面。 养成良好的学习习惯 几个章节必须看（1-1,2,3；2-2,3,5,6,7；3-1,2,3；4-all) 读做例子有感觉（melt，crack，shear） 错误信息自己找（完美的错误提示信息） 随手整理做记录 命令学习（工具体现） 命令名称：基本上告诉你意义 书写格式：脚本语言的特色 格式选项说明：严格遵守，最好理解含义 范例书写：有助于自己写脚本 注意事项：特别的地方 相关命令：命令分类学习，比如输入有那些方式，势函数定义有哪几类？ Lammps程序的应用 千里之行，始于足下 应用步骤—程序安装 安装平台环境（考虑不同的操作系统，是否并行计算） 简单易行的安装 Windows下：命令行执行方式 Linux下：编译选择项 几个关键点：编译器的选择；并行库的位置，相关库的位置 应用步骤--实例学习 输入脚本格式书写：3-1节内容，积木式搭建 分块命令学习方法： 几何模型构建：atom_style, boundary, dimension，units create_atom