LAMMPS实例教程—In文件详解

LAMMPS（Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator）是一款大规模原子/分子并行模拟器，广泛应用于材料科学、生物物理等领域。在LAMMPS中，用户通过编写In文件来定义模拟系统的参数和运行模拟。本教程将通过一个简单的例子，介绍LAMMPS的In文件及其语法规则。
首先，让我们来创建一个简单的In文件。假设我们要模拟一个由10个原子构成的气体在盒子中运动的情况。下面是一个示例的In文件：

# LAMMPS input file
# 定义模拟系统
units metal
atom_style atomic
# 创建模拟盒子
lattice fcc 3.615
region box block 0 20 0 20 0 20
setbox_bounds (0.0 20.0) (0.0 20.0) (0.0 20.0)
# 添加原子
natom 10
mass 1 12.011
mass 2 1.008
mass 3 14.00793
mass 4 15.99943
mass 5 31.9729
mass 6 28.0855
mass 7 32.066
mass 8 20.0855
mass 9 18.998423
mass 10 35.948475
atom_type 1 metal_id O_H1   1    3    6    7    8    9    10   12   15   # H2O分子中的O原子
atom_type 2 metal_id H_H1   2    4    5    7    8    9   11   13   14   # H2O分子中的H原子
atom_type 3 metal_id O_H2   3    6    7    8   10   12   15   16   17   # 第二种H2O分子中的O原子
atom_type 4 metal_id H_H2   4    5    9   11   13   14   17   18   19   # 第二种H2O分子中的H原子
fix         1 all npt temp 300.0 300.0 100.0 iso 1 1 press 1 1 on edpd_model A edpd_gamma 5 edpd_Tref 300 edpd_CvR 300 edpd_CvL 300 edpd_CvP 300 edpd_CvPP 300 edpd_CvLP 300 edpd_CvLL 300 edpd_CvPLP 300 edpd_CvLLP 300 edpd_CvPPLP 300 on edpd_MobilityEqn Arrhenius # 使用NPT系综，设置温度、压力等参数，并启用EDPD模型
unfix       1
timestep    25 fs
dump        1 all atom 100 dump.lammps.* dump  # 每100步输出一次原子信息到dump文件
run         500  # 进行500步模拟

这个In文件定义了一个由10个原子构成的气体在盒子中运动的情况。其中，units metal定义了模拟使用的单位系统为金属单位；atom_style atomic指定了原子类型为原子；lattice fcc 3.615创建了一个立方晶格，晶格常数为3.615埃；region box block ...定义了模拟盒子的边界；setbox_bounds ...设置了盒子的大小和边界；natom ...和mass ...定义了原子的数量和对应的摩尔质量；atom_type ...定义了不同原子类型和对应的标签；fix ...设置了模拟的控制参数，包括系综、温度、压力等；timestep ...设置了时间步长；`dump …