第五讲-分子动力学模拟Lammps实现

B、使用L-J势模拟裂纹的扩展L-J无量纲化计算中的单位B、使用L-J势模拟裂纹的扩展裂纹lowerupperleftupperleftlowerxyLammps计算输入文件#2dLJcracksimulation(问题的基本初始化)dimension 2#2维分子动力学模拟boundary ssp#x,y方向不存在周期边界条件，z方向周期边界条件。atom_style atomic#原子类型（金属）Neighbor0.3bin#建近邻表参数（rc+0.3）bin表示为近邻表类型。neigh_modifydelay5#间隔多少载荷步重新形成近邻表Lammps计算输入文件#creategeometry创建初始几何构形Latticehex0.93#指定晶格类型（二维hex）和晶格常数Regionboxblock0100040-0.250.25#定义一个区域create_box 5box#在指定区域建立一个simulationbox,5表示原子类型的种类数create_atoms1box#在simulationbox中创建类型为1的原子（原子位置初始化）Mass11.0Mass21.0Mass31.0Mass41.0Mass51.0#指定单个原子的质量Lammps计算输入文件#LJpotentials(指定原子作用势)pair_style lj/cut2.5#指定lj势，截断半径为2.5pair_coeff**1.01.02.5#指定lj势参数#definegroups（便于加载）Region1blockINFINFINF1.25INFINFGrouplowerregion1#定义lower组（便于施加外加速度）Region2blockINFINF38.75INFINFINFGroupupperregion2#定义upper组（便于施加外加速度）Groupboundaryunionlowerupper#定义总边界组Groupmobilesubtractallboundary#定义可动原子组（便于统计温度）Lammps计算输入文件region leftupperblockINF2020INFINFINFregion leftlowerblockINF20INF20INFINFgroup leftupperregionleftuppergroup leftlowerregionleftlower#定义左上、左下原子组（便于指定裂纹的存在）set groupleftuppertype2set groupleftlowertype3set grouplowertype4set groupuppertype5#指定原子类型（便于指定裂纹的存在）Lammps计算输入文件#initialvelocities初始化速度compute newmobiletemp#定义温度的计算（可动区域内统计平均）computenew2mobilestress/atom

#定义原子应力的计算（整个区域）Velocitymobilecreate0.01887723tempnew#按指定的温度（0.01）计算方法，初始化原子的速度Velocityupperset0.00.30.0#upper原子组y方向的速度为0.3Velocitymobilerampvy0.00.3y1.2538.75sumyes#mobile原子的速初始度从0到0.3线性变化#fixes施加约束fix 1allnve#nve系综的积分算法fix 2boundarysetforceNULL0.00.0#边界boundary上力条件，钢化原子，便于加载！！Lammps计算输入文件#run运行计算timestep 0.003#时间间隔步Thermo200#每200步输出热动力学统计量thermo_modifytempnew#计算温度通过new指示的方法计算neigh_modifyexcludetype23#原子2，3之间作用取消（也就是通过不使他们在近邻表中出现实现）Dump1allatom500dump.crack#每隔500步将原子信息写入文件dump.crackDump2mobilecustom500dump2.cracktagxyzc_new2[2]run 5000#进行5000步的模拟C.使用EAM势模拟Ni的循环行为uuuzxy常温30K条件下金属材料模拟中Lammps的单位#3dmetal拉伸模拟#模拟条件的初始化Unitsmetal#指定模拟中的单位类型boundary sss#指定模拟的边界条件atom_styleatomic#指定原子类型，原子的属性Latticefcc3.52#指定材料的晶格类型和晶格常数regionboxblock-55-55-1515#xlo,xhi,ylo,yhi,zlo,zhi=区域box的上下限create_box1box#建立只有1中原子类型的simulationboxcreate_atoms1box#在simulationbox中创建类型为1的原子（原子位置初始化）Lammps计算输入文件pair_style eam#定义原子之间相互作用势pair_coeff **Ni_u3.eam#定义作用势的参数，通过文件输入Neighbor2.0bin#定义近邻表参数(r+rc),rc=2.0埃neigh_modifydelay5#定义更新近邻表的加载步间隔Lammps计算输入文件region lowerblockINFINFINFINFINF-13#生成lower区域，便于加载region upperblockINFINFINFINF13INF#生成upper区域，便于加载group lowerregionlower#定义lower组group upperregionupper#定义upper组group boundaryunionlowerupper#定义boundary组group mobilesubtractallboundary#定义mobile组，便于计算统计温度（调温）Lammps计算输入文件#定义计算和边界钢化computenew2allcentro/atom#定义计算原子的适配度（针对所有的原子）computenew3mobiletemp定义计算统计温度（针对可动原子）Fix1allnve#时间积分算法（微正则系综）fix 2lowersetforceNULLNULL0.0#使得lowergroup之间没有z方向的力，z方向钢化fix 3uppersetforceNULLNULL0.0#使得uppergroup之间没有z方向的力，z方向钢化Lammps计算输入文件#定义控温和原子速度初始化fix 4mobiletemp/rescale1030.030.05.01.0#使用直接调温法调整mobile原子的速度，每10步一调#使得目标温度为30+-1K，温度在30+-5rescale之外调fix_modify4tempnew3#调温时，计算温度采用news计算Velocitymobilecreate30887723tempnew3#初始化mobilegroup中原子的初速度#通过温度30K初始化，温度通过new3计算，887723为随机数Lammps计算输入文件dump2allcustom200d_t.txttagxyzc_new2#定义输出，每两百步输出一次#tag为原子标号#x，y，z为原子坐标#c_new2为new2所计算的原子适配度#这一参数可以判断原子是否是理想晶格#或者在位错和堆垛层错上timestep 0.001#时间步长间隔（ps=10e-12秒）#时间步长在飞秒量级10e-15秒#小于原子自振周期的十分之一（0.1ps/10）Lammps计算输入文件Lammps计算输入文件thermo_stylecustomsteptemppeetotalpressvol#屏幕输出梁的控制，step加载步#temp温度，pe总势能，etotal总能量#press为压强,vol为simulationbox的体积thermo 100#每100步在屏幕上打印统计热动力学量thermo_modifytempnew3#输出的温度为new3的计算值#弛豫和循环加载run2000#不加任何载荷计算2000步velocity upperset000.4velocity lowerset00-0.4run10000velocity upperset00-0.4velocity lowerset000.4run20000velocity upperset000.4velocity lowerset00-0.4run10000#循环载荷模拟Lammps计算输入文件D.使用EAM势模拟Ni的剪切行为vupperlowermobilezxy<100><011><011>NiFCC晶格D.使用EAM势模拟Ni的剪切行为Z‘xY’<100><010><001><011><011>yz#3dmetalshearsimulation3维金属剪切模拟Unitsmetal#采用金属材料单位boundary ssp#施加z方向的周期边界条件atom_style atomic#定义原子之间的相互作用（没有键键作用）Latticefcc3.52#指定晶格为fcc，晶格常数3.52埃Regionboxblock016.0010.002.828427#定义区域box（x上下限，y上下限，z上下限）create_box3box#在box区域内创建包含3种原子类型的simulationboxLammps计算输入文件Lammps计算输入文件Latticefcc3.52orientx100orienty011orientz&0-11origin0.500#指定晶格类型、晶格常数、x,y,z坐标的晶向#&续行符、晶胞的起始点（0.5表示半个晶格常数）create_atoms1box#在box区域内建立类型为1的原子pair_style eam#定义原子之间作用势为嵌入原子势pair_coeff**Ni_u3.eam#指定嵌入势参数文件Lammps计算输入文件neighbor 0.3bin#指定原子近邻列表参数rc+r1中的r1neigh_modifydelay5#指定近邻表更新频率region lowerblockINFINFINF0.9INFINFregion upperblockINFINF6.1INFINFINFgroup lowerregionlowergroup upperregionuppergroup boundaryunionlowerupper#指定边界组，用于施加边界条件group mobilesubtractallboundary#指定可动部分组，用于计算温度Lammps计算输入文件set grouplowertype2set groupuppertype3#设置原子类型lower为2，upper为3Computenew3dmobiletemp#设定温度计算new3dComputenew2dmobiletemp/partial011#设定温度计算new2d，忽略x方向速度computenew1dallstress/atom

#设定原子应力计算Velocitymobilecreate300.05812775tempnew3d#初始化mobile区域原子的速度#使new3d方法计算的温度为300k？？Fix1allnve#使系综为nve系综，同时确定了方程的积分方法Fix2boundarysetforce0.00.00.0#使边界上原子x，y，z方向的受力均为0Fix3mobiletemp/rescale10300.0300.010.01.0#使用直接调温法，每10步准备调一次#如果在300+-10k内不调#如调的话要求其范围在300+-1k之内fix_modify3tempnew3d#fix3调温时采用new3d的计算方案Lammps计算输入文件Lammps计算输