轻松上手分子动力学模拟器LAMMPS：npt控温估计FCC Cu熔点

自 2004 年开源发布以来，LAMMPS 在材料建模领域得到了广泛应用，其全称为 Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator，由美国 Sandia 国家实验室开发。

LAMMPS 可用于固态材料（金属、半导体）和生物分子、聚合物等多种材料的建模，能够为不同材料提供多种粒子相互作用模型

更重要的是，LAMMPS 既可在单个处理器上运行，也可使用消息传递技术和模拟域的空间分解技术并行运行。其代码设计易于修改或扩展新功能，许多模型都有在 CPU、GPU 和 Intel Xeon Phis 上提供加速性能的版本。

截至 2022 年，已有数百人为 LAMMPS 贡献了新的功能，其代码行数也从 2004 年的 5 万行增长到了 2022 年的 100 万行。

为了方便大家体验这个经典的分子动力学模拟软件，HyperAI超神经官网的教程板块现已上线了「LAMMPS 入门教程：npt 控温估计 FCC Cu 熔点」，使用 CPU 版本的 LAMMPS 即可运行。

教程地址：

https://go.hyper.ai/q9QpL

效果示例：

通过本教程的学习，您将能够：

• 理解 npt 控温操作流程

• 使用 dump 和 fix 指令将数据预处理

Demo 运行

启动容器

1. 登录 hyper.ai，在「教程」页面，选择「LAMMPS 入门教程：npt 控温估计 FCC Cu 熔点」，点击「在线运行此教程」。

2. 页面跳转后，点击右上角「克隆」，将该教程克隆至自己的容器中。

3. 选择「NVIDIA RTX 4090」算力，按照自己需求选择「按量付费」或「包日/周/月」，镜像选择「lammps」，最后点击「继续执行」。

新用户使用下方邀请链接注册，可获得 4 小时 RTX 4090 + 5 小时 CPU 的免费时长！

HyperAI超神经专属邀请链接（直接复制到浏览器打开）：

https://openbayes.com/console/signup?r=Ada0322_QZy7

4. 等待模型分配好资源，状态变为「运行中」后，点击「打开工作空间」。

运行步骤

1. 进入到「工作空间」后，可以看到已经准备好的「melt_u3.zip」压缩包，该包内含已经输入好的相关命令，如系统定义、读取铜结构、使用铜的 eam 势函数等。

2. 打开「终端」，输入「cd melt_u3」进入解压目录，使用「ls」命令查看文件。

3. 输入「mpirun -np 2 lmp < melt.in | tee out」，运行 lammps ，整个过程大约需要 5-10 分钟。

运行完毕后可在文件夹中得到「t_v.txt」等输出文件，其中温度体积数据都输入到了「t_v.txt」文件中，后面我们需要通过画图工具将数据可视化。

数据处理

1. 等待模型运行完成后，输入「apt-get update --fix-missing」更新 apt 源，更新好之后输入「apt install gnuplot」安装 gnuplot（画图工具），并输入「y」回车确认。

2. 用刚安装好的画图工具将数据可视化。

运行脚本已经写好，直接运行命令「gnuplot p.plt」可得到 t-v 图即温度体积阶跃曲线图，可以看到阶跃点、也就是熔点为 1600k。

3. 然后将其原子轨迹文件「md.lammpstrj」下载到本地。

4. 将下载的文件放入 OVITO 中打开，点击播放即可看到铜溶解过程中每个铜原子的运行轨迹。