大家好，我是小马老师。
如果lammps模拟体系中包含分子结构，最常见的流程是使用MS、packmol等软件建模，然后转换为lammps data文件，在lammps读入data文件。
其实，lammps也可以进行分子建模，对于一些比较简单的分子模型，使用lammps建模也比较方便。
本文以水球模型为例，介绍lammps分子类结构建模方法。

lammps创建分子的原理是把分子当做一个原子添加到体系中，和添加原子的命令一样，也是create_atoms。
命令语法规则为：
create_atoms mol template-ID seed
mol：添加分子的关键词
template-ID：分子模板，等同于ms中分子单体
seed：随机数种子，分子取向随机
具体的步骤为：
（1）创建分子模板（template-ID）文件
分子模板描述了一个分子单体内原子的类型、原子坐标、键、角等信息。
如下图为水分子的模板文件water.data部分内容，请加QQ群：754749935下载完整的water.data文件。

（2）编写in文件

units real
atom_style full
#创建box
region box block -20 20 -20 20 -20 20 units box
#box内原子数量、键、角等信息
create_box 2 box bond/types 1 angle/types 1 extra/bond/per/atom 2 &
			extra/special/per/atom 2 extra/angle/per/atom 1
#H2O的晶格，可调节晶格尺寸控制水分子数量或水的密度
lattice 		bcc 3.92
#设定区域
region          H2O sphere 0 0 0 18 units box
#设定分子模板id为water，对应文件water.data
molecule		water water.data
#在球形区域内填充水分子
create_atoms	0 region H2O mol water 3453 units box
#设置原子摩尔质量
mass                1 16
mass                2 1
#保存模型文件
write_data          H2O.data

公众号案例代码以及学习交流，请加QQ群：754749935

扫描关注微信公众号：lammps加油站。

大家好，我是小马老师。
本文分享一个使用lammps模拟水分子在石墨烯狭缝内流动的案例。
案例由Simon Gravelle编写，Simon Gravelle已经发表了多篇lammps模拟论文，在其个人主页（https://simongravelle.github.io/）提供了lammps教程和案例代码下载，有兴趣的可以到他的个人主页看看。
案例模型如下图所示：

该案例包括了流体模拟的关键技术，如：
（1）水分子为tip4p类型水分子，在模拟中，使用fix addforce命令驱动水分子产生流动。

fix 		kick wat addforce ${frc} 0.0 0.0

（2）为防止石墨烯移动，使用以下命令保证石墨烯位置相对固定：

fix mymum Car momentum 1 linear 1 1 1
fix myrec Car recenter NULL NULL INIT

（3）水分子温度计算中，去掉了流动方向速度对温度的影响

compute 	ctN wat temp/partial 0 1 1

替换模型和势参数可用于其它流体的模拟。

案例下载地址：

https://github.com/simongravelle/lammps-input-files/tree/main/interfaces/water-in-graphene-slit

为方便不能下载的朋友，下面贴出in文件代码：

# LAMMPS input file
#变量设置
variable	tem equal 300
variable	frc equal 2e-4 # force to be applied to the water molecule
#模型基本设置
units		real
atom_style	full
#力场参数设置
bond_style	harmonic
angle_style	harmonic
dihedral_style	opls
improper_style	harmonic
boundary	p p p
pair_style  	lj/cut/tip4p/long 1 2 1 1 0.105 10.0
kspace_style	pppm/tip4p 1.0e-4
pair_modify	mix arithmetic tail yes
special_bonds	lj/coul 0.0 0.0 0.5 angle yes
#读取data文件和力场参数文件
read_data	data.lammps
include 	PARM.lammps
#分组
group		wat type 1 2
group		Car type 3
#固定水分子键角
fix		myshk wat shake 1.0e-4 200 0 b 1 a 1
fix		mynve all nve
#对水进行控温，温度计算去除流动方向的速度影响
compute 	ctN wat temp/partial 0 1 1 # only thermalise the water using ddl normal to the direction of the flow
fix		myber1 wat temp/berendsen ${tem} ${tem} 100
fix_modify	myber1 temp ctN
#对石墨烯进行控温
compute 	ctM Car temp
fix		myber2 Car temp/berendsen ${tem} ${tem} 100
fix_modify	myber2 temp ctM
#水分子施加外力产生流动
fix 		kick wat addforce ${frc} 0.0 0.0
#保持石墨烯位置相对固定
fix 		mymum Car momentum 1 linear 1 1 1
fix 		myrec Car recenter NULL NULL INIT
#输出设置
dump		dp1 all atom 1000 dump.lammpstrj
timestep	2.0
thermo		1000
run		50000

公众号：lammps加油站

大家好，我是小马老师。
本文讲解lammps海水淡化模拟的建模方法。
模型如下图所示，左侧部分为海水，主要成分为8000个水分子、800个Na+、800个Cl-，中间绿色部分为三层石墨烯。

案例仅演示建模方法，参数是随便取的，水分子及NaCl的个数可根据需要替换。
水分子类型为TIP4P，分子模型文件为TIP4P.txt。
下面为完整建模文件，新建一个文本文件如in.water，把代码粘贴到in.water中,同时把TIP4P.txt保存到同一文件夹，在lammps中运行lmp -in in.water即可得到模型文件all.data。

#模型基本参数
units		real
atom_style	full
boundary	p p p
#自定义石墨烯晶格
lattice custom 2.4768 a1 1.3727 0.0 0.0 a2 0.0 1 0.0 a3 0.0 0.0 1.732 &
basis 0.0 0.0 0.33333 &
basis 0.0 0.0 0.66667 &
basis 0.0 0.5 0.16667 &
basis 0.0 0.5 0.83333 
#定义box尺寸
region      box block 0 45 0 25 0 20
#创建box
create_box	5 box bond/types 1 angle/types 1 extra/bond/per/atom 2 &
		extra/angle/per/atom 1 extra/special/per/atom 2
#填充石墨烯原子
region graphene block 90 100 INF INF INF INF units box
create_atoms  5 region graphene		
#创建海水区域
region	water_region block 2 88 INF INF INF INF units box
#定义TIP4P水分子
molecule 	water TIP4P.txt
#填充水分子，水分子个数8000
create_atoms	0 random 8000 9090 water_region mol water 9567 units box
#随机填充Na原子，个数800个
create_atoms	3 random 800 8989 water_region
#设置Na电荷，Na原子变为Na+
set type 3 charge 1.0
#随机填充Cl原子，个数800个
create_atoms	4 random 800 8900 water_region
#设置Cl电荷，Cl->Cl-
set 		type 4 charge -1.0
#设置摩尔质量
mass 		1 15.9994
mass 		2 1.008
mass		3 28.990
mass		4 35.453
mass		5 12
#保存轨迹文件
write_data all.data

公众号案例代码以及学习交流，请加QQ群：754749935

扫描关注微信公众号：lammps加油站。