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  • 分子动力学中lammps软件中的力场参数文件
  • 最近在咨询过程中,发现不少朋友对势函数混合势写法不是很清楚,以致运行出错。 比较常见的一个错误是:All pair coeffs are not set,如下图所示: 错误提示为“不是所有的原子都设置了势函数”,表示有的原子可能...

    大家好,我是小马老师!
    最近在咨询过程中,发现不少朋友对势函数混合势写法不是很清楚,以致运行出错。
    比较常见的一个错误是:All pair coeffs are not set,如下图所示:
    在这里插入图片描述

    错误提示为“不是所有的原子都设置了势函数”,表示有的原子可能没有设置势参数。
    出现这种错误主要有两种原因:
    第一,因为原子数量多,确实少写了某种原子的势参数,这种情况仔细检查,找出未设置势的原子,补充设置即可。
    第二,设置了全部原子的势函数,但是设置方法出错,这种情况再怎么检查原子势也不能解决问题。
    因为表面上看,所有的势已经全部被设置。
    下面以一个简单的Cu-Al界面模型为例,给出这种错误的解决方法。
    界面模型如下图所示,下层为Cu,原子类别1,上层为Al,原子类型2,Cu和Al均使用meam势,cu-Al之间的势使用lj势。
    在这里插入图片描述

    势函数设置如下:

    pair_style hybrid meam/c lj/cut 10
    pair_coeff * * meam/c library.Cu.meam Cu Cu.meam Cu NULL #Cu
    pair_coeff * * meam/c library-Al.meam Al Al.meam NULL Al #Al
    pair_coeff 1 2 lj/cut 0.4 2.47 #Cu-Al
    

    如果按照以上代码设置,就会提示“All pair coeffs are not set”,可代码中已经设置了Cu、Al以及Cu-Al的所有势。
    出现这种错误,主要是因为在同一in文件使用了两个meam势,第二个Al的meam势会覆盖掉Cu的meam势,导致Cu的meam势参数丢失,所以程序给出势参数设置不全的提示。
    解决的办法:
    如果在同一个in文件中使用多个同种类型的势,为防止覆盖,需要对相同类型的势进行编号区分,所以正确的写法为:

    #类型设置中把所有的meam/c全部列出,本文需写2个meam/c
    pair_style hybrid meam/c meam/c lj/cut 10
    #在meam/c后面增加编号1 2
    pair_coeff * * meam/c 1 library.Cu.meam Cu Cu.meam Cu NULL
    pair_coeff * * meam/c 2 library-Al.meam Al Al.meam NULL Al
    pair_coeff 1 2 lj/cut 0.4 2.47 #Cu-Al
    

    这时候再进行模拟,就没有错误提示了。
    下面给出全部in文件代码以供参考:

    units   metal
    atom_style atomic
    
    region  box block 0 80 0 10 0 40 units box
    create_box 2 box
    
    region cu block INF INF INF INF INF 20 units box
    lattice fcc 3.61 
    create_atoms 1 region cu
    
    region al block INF INF INF INF 21 INF units box
    lattice fcc 4.05
    create_atoms 2 region al
    
    mass    1 64
    mass    2 27
    
    pair_style hybrid meam/c meam/c lj/cut 10
    pair_coeff * * meam/c 1 library.Cu.meam Cu Cu.meam Cu NULL
    pair_coeff * * meam/c 2 library-Al.meam Al Al.meam NULL Al
    pair_coeff 1 2 lj/cut 0.4 2.47 #Cu-Al
    
    write_data CuAl.data
    

    复合势函数的设置相对比较复杂,也是lammps学习过程中的一个难点,公众号后陆续推出势函数设置技巧,敬请关注!
    如果在使用lammps过程中遇到什么问题,可到公众号或者QQ群留言。
    公众号案例代码以及学习交流,请加QQ群:754749935
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  • lammps中进行纳米压痕模拟的势函数
  • lammps教程:EAM势函数设置详解

    千次阅读 2021-02-21 10:57:14
    上期介绍了LJ势函数参数写法,本期主要介绍金属体系势函数的设置。 金属原子之间没有键连接,因此,在lammps模拟中,...eam势函数写在一个以“.eam”为后缀的文件中,lammps自带的势函数包含一部分eam势文件,也可以到

    上期介绍了LJ势函数参数写法,本期主要介绍金属体系势函数的设置。

    金属原子之间没有键连接,因此,在lammps模拟中,金属体系的势函数类型为pair_style,而不是bond_style。

    模拟金属体系时,可以用LJ势描述金属原子之间的受力,不过更精确的是嵌入原子势(EAM),eam势函数公式为:
    在这里插入图片描述

    eam势由两部分组成,在原子对势(pair)的基础上添加了电子云密度相关项,比单纯的对势精确度更高。

    eam势函数写在一个以“.eam”为后缀的文件中,lammps自带的势函数包含一部分eam势文件,也可以到网站下载eam文件,下载eam文件后,保存到in文件所在的文件夹。

    常用的势函数下载网站有:

    Interatomic Potentials Repository
    
    http://cst-www.nrl.navy.mil/ccm6/ap
    
    http://enpub.fulton.asu.edu/cms/potentials/main/main.htm
    
    https://openkim.org
    

    1.单原子体系eam写法

    模拟体系只包含一种金属原子,势函数的设置比较简单,如:

    pair_style eam
    pair_coeff * * Fe.eam
    

    2.合金体系eam写法

    对于合金体系,对应的eam势函数为eam/alloy或者eam/fs,写法稍有不同。

    pair_style 指明eam合金势类型,pair_coeff映射原子类型。

    单原子eam势文件名后不需要进行原子类型映射,不用写原子类型列表。

    合金体系必须在pair_coeff语句中势文件名后面把所有的原子类型全部列出,顺序和in文件中原子类型要保持一致。

    例如,体系中包含Ni、Al两种原子,Ni的原子类型分别为1、3、4,Al原子类型为2,eam/alloy类型写法:

    pair_style eam/alloy
    pair_coeff * * NiAlH.eam.alloy Ni Al Ni Ni
    

    eam/fs类型,Ni原子类型为1、2、3,Al原子类型为4:

    pair_style eam/fs
    pair_coeff * * NiAlH_jea.eam.fs Ni Ni Ni Al
    

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  • 本文继续介绍lammps模拟中的势函数设置方法。 在前面的文章中,介绍过高熵合金的建模:高熵合金建模 高熵合金包含的原子数较多,势函数的设置相对复杂,在平时一对一的咨询中,这种问题也相对较多。 下面介绍三种高...

    大家好,我是小马老师。
    本文继续介绍lammps模拟中的势函数设置方法。
    在前面的文章中,介绍过高熵合金的建模:高熵合金建模
    高熵合金包含的原子数较多,势函数的设置相对复杂,在平时一对一的咨询中,这种问题也相对较多。
    下面介绍三种高熵合金势函数设置方法。
    1.下载专用势函数
    下面的网站包含了大多数原子的势函数:
    https://www.ctcms.nist.gov/potentials/
    如需下载包含Fe原子的势函数,直接点Fe:
    在这里插入图片描述

    出现势函数列表:
    在这里插入图片描述

    比如Al-Co-Cr-Fe-Ni就是高熵合金AlCoCrFeNi的势函数,后面的数字表示该合金的势函数数量,点击打开改势函数文件,点击另存保存到自己电脑即可。
    in文件设置方法:

    pair_style  eam/alloy 
    pair_coeff * * AlCoCrFeNi.eam.alloy Al Co Cr Fe Ni
    

    2.使用混合势
    如果在上面的网站中找不到专用的势函数,可以下载多个势函数,使用混合命令组合到一起。
    假设在FeCMnSi中加入Ti,组成一种新的合金FeCMnSiTi合金,但是并不能找到这种合金的势函数。
    但是能找到FeCMnSi(FeCMnSi.eam.alloy)的势和Ti(Ti.eam.fs)的势,可以使用hybrid命令合并到一起。
    Ti原子与FeCMnSi原子之间使用LJ势,需要在下面网站中查出这5中原子的LJ势参数,具体方法见:
    LJ参数查询网站
    下面给出混合势命令,lj参数是随便写的,仅供参考:

    pair_style hybrid eam/alloy eam/fs lj/cut 10
    pair_coeff * * eam/alloy FeCMnSi.eam.alloy Fe C Mn Si NULL 
    pair_coeff * * eam/fs Ti.eam.fs NULL NULL NULL NULL Ti
    pair_coeff * * lj/cut 1 5 0.01 3.2 #Fe-Ti
    pair_coeff * * lj/cut 2 5 0.01 3.2 #C-Ti
    pair_coeff * * lj/cut 3 5 0.01 3.2 #Mn-Ti
    pair_coeff * * lj/cut 4 5 0.01 3.2 #Si-Ti
    

    3.自己拟合势函数
    lammps官方安装文件自带Xiaowang Zhou编写的一个拟合程序,该程序可自动生成所需要的合金势。
    该程序是一个开源软件,代码收录在官方Ubuntu版lammps源代码tools/eam_database目录内
    可以拟合的合金原子包括:
    Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt, Al, Pb, Fe, Mo, Ta, W, Mg, Co, Ti, Zr
    具体方法可参考:
    EAM势拟合方法
    计算结果是否准确需要自行验证。
    lammps模拟中,势函数的设置非常重要,直接影响计算结果,同时也是一大难点,特别是对于原子类型比较多的情况,设置起来有一定的困难。
    公众号会陆续推出势函数设置方面的文章,敬请关注。
    如果在使用lammps过程中遇到什么问题,可到公众号或者QQ群留言。
    公众号案例代码以及学习交流,请加QQ群:754749935
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  • 如何在lammps里加入新的势函数形式?

    千次阅读 2018-08-20 21:31:21
    可以先参考已经有的势函数,弄清楚框架和写法,再写自己的。有的时候不仅要写 .cpp 文件,还要写一个 .h 头文件。 编译 把写好的东东放在lammps/src目录,然后按照以前的方法make即可。 可以参考文章:lammps ...

    官方

    参考官方手册,先看看:传送门

    自己编程

    如果没有,就自己写吧。

    可以先参考已经有的势函数,弄清楚框架和写法,再写自己的。有的时候不仅要写 .cpp 文件,还要写一个 .h 头文件。

    编译

    把写好的东东放在lammps/src目录,然后按照以前的方法make即可。

    可以参考文章:lammps 编译安装教程(一)

    我的个人网站:传送门

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  • lammps教程:EAM参数设置详解

    千次阅读 2021-02-23 10:44:02
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    2019-03-08 18:29:44
    参考博文: 势函数法 判别函数(七)势函数
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空空如也

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