LAMMPS命令.md · guanty18/tutorials

# LAMMPS使用基础知识

参考[LAMMPS手册](https://docs.lammps.org/)

## 脚本编写入门

### 基本知识
* LAMMPS的脚本语法风格是类UniX风格
* LAMMPS逐行读取并执行脚本，直到某些命令启动计算
* 因此很多设定命令都是无所谓先后的，但是有些命令只有在特定的命令后才会生效，或者依赖于上一个命令中的设定值。

### 语法规则
* LAMMPS命令大小写敏感，命令全为小写，大写可以作为ID
* 注释用行首#，变量用\$或\${}，表达式和C风格指令用$()
* 任何形式$不允许嵌套，变量引用可以用v_
* 标识符之间用空格隔开，只有每行第一个词为命令
* 续行符&，引号内视为一个参数，三引号内多行视为一个参数

### 脚本结构
* 脚本分为四部分：初始化，定义，设置，运行
* 其中初始化和定义仅需要一次，而设置可以进行多次
1. 初始化：与系统全局相关的参数

|命令           |功能           |参数示例   |
|  ----         | ----          | ----      |
|units	        |指定单位制	    |real       |
|dimension	    |指定维度	    |3          |
|boundary	    |设置边界条件	|p p p      |
|atom_style	    |指定粒子类型	|atomic
|pair_style	    |势类型	        |eam
|bond_style	    |键类型	        |
|angle_style	|键角类型	    |
|dihedral_style	|二面角类型	    |

2. 定义：读取模型文件，或者命令构建简单模型

|命令           |功能           |
|  ----         | ----          |
|read_data	    |读入模型文件   |
|read_restart   |读入重启动文件 |
|lattice		|设置晶格常数   |
|region		    |设置区域       |
|create_box		|创建盒子       |
|create_atoms	|创建原子       |

3. 设置：设置系统全局温度、压力，设置局部受力、约束，设置输出参数等

|命令           |功能               |
|  ----         | ----              |
|pair_coeff	    |设置势函数参数     |
|velocity       |设置原子速度       |
|neighbor		|设置近邻表参数     |
|fix		    |建立fix对象        |
|compute		|建立compute对象    |
|variable		|建立variable对象   |
|dump   		|建立dump对象       |

4. 运行：开始计算

|命令           |功能               |
|  ----         | ----              |
|timestep	    |时间步长
|run	        |总步数
|unfix	        |取消设置
|write_restart	|输出重启动文件

### 模型文件格式
* data文件由其他软件建立，提供粒子坐标、拓扑等信息
* 内容并不固定，如势函数可以在data文件中提供，也可以在input文件提供
* 第一行要求#开头的注释，之后的主体部分定义模型

## 脚本运行方法

### 基本运行
* 单核运行  
> lmp_serial -in *.in
* 并行运行  
> mpirun -np 4 lmp_mpi -in *.in
* 后台运行
> nohup mpirun -np 4 lmp_mpi -in in.file &

### 命令行参数

|参数           |功能               |
|  ----         | ----              |
|-e,-echo	    |指定输出系统信息位置
|-in	        |指定输入文件
|-log	        |指定运行记录输出文件名
|-notice	    |禁止输出引用信息	
|-pk	        |调用第三方包	
|-sf,-suffix	|自动在命令前加前缀以调用特殊版本	
|-restart2data  |将重启动文件转换为数据文件	
|-restart2dump  |将重启动文件转换为转存文件	
|-screen	    |将所有终端信息输出到文件
|-var	        |为脚本中的变量赋值

## 输出控制

### 默认输出信息
* 读取input文件后，输出重要信息 
* 初始化结束后，输出系统信息和初始热力学状态
* 计算过程中周期地，输出当前热力学状态
* 运算结束后，输出最终热力学状态
> thermo N &emsp;&emsp;&emsp;&emsp; # 输出热力学状态的间隔步数N 
> thermo_style one/multi/custom &emsp;# 指定输出变量

### 数据类型控制
* 数据样式：

|类型           |含义
|  ----         | ----
| global        | 全局量 
| per atom      | 每个粒子的量 
| local         | 处理器局域量

* 数据类型：在compute,fix,variable指定
> 标量值 
> 矢量值 
> 二维数组

* 数组可以用[]逐级引用

## 模型转储与重启

* 转储dump命令
> dump ID group-ID style N file args

当style选为custom时在args中指定输出量，且输出量必须是per atom类型的

* 二进制重启restart命令

输出快速，不需要再输入，但是不一定用于别的计算机或者线程数 
需要补充的命令：fix,compute,variable,kspace和一些力场参数

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