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Lammps模型构建的方法之一:组合模型构建

已有 1357 次阅读 2020-3-26 20:12 |个人分类:分子动力学|系统分类:科研笔记

对于Lammps初学者,建模的方法主要有以下几种:1、在Lammps中自行建模,适合金属等简单的模型,如果遇到聚合物就比较麻烦了;2、通过第三方软件建模,例如:MatlabPythonVMDMaterial Studio(MS)等软件,建完模型转换成data文件导入到Lammps中。今天本文主要是介绍在MS中建聚合物,以12烷为例,导入到Lammps中,再在Lammps中建立金属模型,以Al为例,再组合生成一个完整模型,以便于后面开展计算,同时在建模的过程中解释很多新手在学习这种组合模型构建的困惑。

首先介绍在MS中建聚合物12烷,具体建模方式可以学习手册,这里说12烷在进行创建盒子和进行几何优化都使用pcff力场,如图1,然后生成*.car文件,使用Lammps自带的msi2lmp进行文件转换,生成data文件。MS的模型有很多种方法转换到适合Lammpsdata文件,本文只针对msi2lmp转换这种方式进行描述。在这里面需要解释为什么在MS里建聚合物,而不在这里建金属模型。MS有个巨大的问题是在于这里面的力场和msi2lmp进行转换的时候只有两种力场可以互相转换:cvffpcff力场,如图2。而cvffpcff力场都是适用于有机物,如图3,所以金属模型在这里转换的时候需要把键都要删除,否则类似氧化铝这种金属之间有Al-O键,在cvffpcff力场中是无法识别的,所以要是建复杂一点的金属模型就很麻烦,但是单晶的金属在这里建都无妨。所以本文最终选择只在MS中建立12烷,使用pcff力场。

图1.jpg

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图2.1.jpg图2.2.jpg


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图3.1.jpg图3.2.jpg

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      通过Lammps建立Al模型,模型in文件如图4,在这里对于新手的一个建议就是in文件的书写一定要规范,便于以后自己辨认。

图4.jpg

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        现在开始将12烷模型和Al模型合并到一个模型中去,再输出data文件,这样做的目的是将建模和计算分开,以便于后续的仿真计算。代码如图5:先给12烷赋予势函数,然后读取12烷和Al模型,两者通过命令合成一个模型。再给组合模型一个混合势,分别描述12烷、Al模型以及他们之间的相互作用。最后进行分组,输出data文件,模型如图6所示。

图5.jpg图5.jpg

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图6.jpg

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     至此,组合模型已经建立成功。由于作者是Lammps初学者,如有错误,还希望各位大佬们指正!另外,在这里非常感谢哈尔滨工业大学沈荣琦博士和中南大学强元宝硕士在这项学习上的帮助!

                                                                                         作者:李玉海 哈尔滨工业大学博士

                                                                                         研究方向:等离子清洗光栅,有机污染的吸附脱附

                                                                                         邮箱:15546027805@163.com





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