LAMMPS能做的

一般功能

• 以单核或多核并行方式运行

• 分布式内容并行通信（MPI）

• 共享式内容多线程并行计算（OpenMP）

• 模拟区域空间分解MPI并行计算

• 粒子分解的OpenMP和GPU并行计算

• GPLv2开放获取

• 高度可迁移的C++-11代码

• 功能模块化设计

• 只依赖于MPI库

• 其他库只有在部分可选的功能模块中需要

• GPU (CUDA, OpenCL, HIP, SYCL), Intel Xeon Phi, and OpenMP支持的多核特性

• 非常容易添加或扩展新功能

• 通过一个in文件（文本文件）来运行

• in文件语法支持使用变量和公式

• in文件语法支持循环和退出循环

• 在一个in文件中以并行的方式同时运行一个或多个模拟

• 可以编译为一个库，通过库接口调用LAMMPS和提供一个Python包装器

• 与其他代码耦合：LAMMPS调用其他代码，其他代码调用LAMMPS，或者互相调用

粒子类型

• 原子

• 粗粒化粒子 (如珠子-弹簧高分子)

• 联合原子高分子或有机分子

• 全原子高分子，有机分子，蛋白质，DNA

• 金属

• 颗粒材料

• 粗粒化介观模型

• 有限尺寸的球或椭球粒子

• 有限尺寸的线段（二维）或三角形颗粒（三维）

• 有限尺寸的圆角多边形（二维）和多面体（三维）粒子

• 点偶极矩粒子

• 磁自旋粒子

• 多个粒子构成的刚体

上述模型的组合

相互作用势能（力场）

对势: Lennard-Jones, Buckingham, Morse, Born-Mayer-Huggins, Yukawa, soft, class 2 (COMPASS), hydrogen bond, tabulated

带电对势: Coulombic, point-dipole

多体势: EAM, Finnis/Sinclair EAM, modified EAM (MEAM), embedded ion method (EIM), EDIP, ADP, Stillinger-Weber, Tersoff, REBO, AIREBO, ReaxFF, COMB, Streitz-Mintmire, 3-body polymorphic, BOP, Vashishta

机器学习势: SNAP, GAP, ACE, N2P2, RANN, AGNI

charge, point-dipoles和LJ dispersion长程相互作用：Ewald, Wolf, PPPM (similar to particle-mesh Ewald), MSM

极化模型: QEq, core/shell model, Drude dipole model

电荷平衡：QEq via dynamic, point, shielded, Slater methods

粗粒化势: DPD, GayBerne, REsquared, colloidal, DLVO

介观势: granular, Peridynamics, SPH, mesoscopic tubular potential (MESONT)

半经验势: multi-ion generalized pseudopotential theory (MGPT), second moment tight binding + QEq (SMTB-Q), density functional tight-binding (LATTE)

电子力场 (eFF, AWPMD)

键势: harmonic, FENE, Morse, nonlinear, class 2, quartic (breakable), tabulated

键角势: harmonic, CHARMM, cosine, cosine/squared, cosine/periodic, class 2 (COMPASS), tabulated

二面角势: harmonic, CHARMM, multi-harmonic, helix, class 2 (COMPASS), OPLS, tabulated

离平面势: harmonic, cvff, umbrella, class 2 (COMPASS), tabulated

高分子势: all-atom, united-atom, bead-spring, breakable

水分子势: TIP3P, TIP4P, SPC, SPC/E and variants

石墨烯和同类物的层间势

金属有机框架势 (QuickFF, MO-FF)

隐式溶剂势: hydrodynamic lubrication, Debye

与 CHARMM, AMBER, DREIDING, OPLS, GROMACS, COMPASS 兼容的势

通过kim命令访问OpenKIM 势库

组合势: 多种势在一个模拟中组合

叠加势:多种势可以在一个模拟中叠加并可以分配权重 

创建原子

从一个文件中读取原子坐标

从一个或多个晶格参数中创建原子

根据分组或几何区域删除原子

多次复制已有模型

移动或旋转原子

系综，约束和边界条件

二维或三维系统2d or 3d systems

正交或非正交模拟盒子

NVE，NVT，NPT，NPH，Parrinello/Rahman 积分器

对特定组或几何区域中原子进行温度控制

通过Nose/Hoover或Berendsen 在1到3维进行压强控制

变形盒子（拉伸或剪切）

弹簧（伞状）受力约束

刚性体约束

键或键角SHAKE约束

流形表面的运动约束

蒙特卡洛键断裂、形成、交换、基于模板的反应建模

原子/分子插入和删除

各种各样的，静态的和移动的虚拟墙

非平衡分子动力学（NEMD）

各种附加边界条件和约束

积分器

velocity-Verlet 积分器

布朗动力学

刚体积分

通过共轭梯度或最速下降松弛的能量最小化

rRESPA分级时间步长

重新运行输出文件的后处理命令

输出

用以热力学信息的日志输出

原子坐标速度

二进制重启文件

并行输出轨迹文件或重启文件

单原子量

用户定义的系统量或单原子量

自定义的分区统计

空间时间平均的单原子量

时间平均或直方图的系统量

内置的，XYZ，XTC，DCD，CFG 格式的原子快照

多副本模型

nudged elastic band

hyperdynamics

parallel replica dynamics

temperature accelerated dynamics

parallel tempering

path-integral MD: first variant <fix_pimd>, second variant <fix_ipi>

multi-walker collective variables with Colvars and Plumed

特殊功能

LAMMPS 可以使用可选包编译，这些包实现了各种附加功能。这些是你可能认为不是典型经典MD内容的LAMMPS功能:

静态和动态负载平衡，可选递归二等分分解

一般化的非球形颗粒

随机旋转动力学stochastic rotation dynamics (SRD)

实时可视化和交互式 MD，内置图像和视频渲染器

计算虚拟衍射图案

计算有限温度声子色散和最小化结构的动力学矩阵

与有限元联用的原子到连续介质耦合

通过 POEMS 库进行耦合刚体积分

QM/MM耦合

通过 GCMC 和 tfMC 以及原子交换的蒙特卡罗

路径积分分子动力学

低密度流体的直接模拟蒙特卡洛

近场动力学模拟

格子玻尔兹曼流体

靶向和导向分子动力学

双温电子模型

感谢鲍路瑶老师的分享，内容来自于鲍老师分享出来的资料

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