分子動力學 分子模擬 lammps的案例
分子動力學模擬LAMMPS實戰研修
LAMMPS分子動力學核心技術實戰培訓班
2020年10月30日—— 2020年11月2日 (線上直播)
課程目標：
1. LAMMPS分子動力學理論與軟件操作培訓，邊講解邊實踐操作。
2. 通過本課程的學習，學員熟練掌握LAMMPS分子動力學的原理、方法、軟件操作。
3. 學員基本具備獨立完成LAMMPS分子動力學的論文及實際科研工程的能力。
課程大綱
一、Lammps基礎與原理
MD模擬的基本邏輯思路
Lammps軟件學習框架
Lammps研究的幾方面重要資源
二、In文件的基本邏輯框架、基本命令
三、Lammps建模與進階
四、用Lammps模擬具體物理問題（應用中存在的問題）
五、用Lammps輸出研究所需要的數據信息
六，Lammps大量實例練習賞析（已發表文章）
七、LAMMPS高級研修及案例操作
另有
《分子動力學材料模擬》10月15---10月18日
有意者隨時聯系！
【咨詢電話】報名聯系方式：
李連杰(老師) 手機：13311241619 電話：010-56129268
備注：可以開具培訓費、會議費、資料費
lammps分子動力學QQ群號:753267868
分子動力學材料模擬QQ群群號：624464591
（加群備注：李連杰老師邀請）
展開 利用LAMMPS 實現導熱的分子動力學模擬
LJ體系的熱導率模擬
1.1.問題描述
1.2模型說明
具體模型如圖1.1所示。本次模擬采用LJ約化單位，晶體為面心立方結構，晶格參數為0.6，沿x（100）、y（010）方向為10倍晶格長度，z（001）方向為20倍晶格長度。采用compute chunk/atom將模型沿著z方向分成20塊，設置底端0-1倍晶格長度為熱端，中間10-11為冷端。模擬溫度為1.35。先讓模型在該溫度下NVT弛豫1000步。然后再使用NVE系綜，冷熱源采用langevin控溫。熱端設置為1.7，冷端設置為1.0，弛豫到熱源和冷源的溫差達到相對穩定的狀態。這時整體的熱流基本也達到了穩定狀態。此時再繼續運行20000步，統計冷源和熱源的動能轉移和溫度分布情況，用以計算熱導率。
圖1.1：晶體模型示意圖
1.3結果整理與分析
在最后一1000步的溫度梯度和溫差波動如圖1.2所示，可以明顯看出熱端和冷端的溫度差，熱流保持著相對穩定的狀體。由于本次計算采用周期性體系，因此溫度呈現V形分布。具體熱導率的計算過程為：
（1） 熱流密度計算:
總轉移能量為(Q)：參與能量轉移的原子數*(熱端轉移能量-冷端轉移能量）/2；
總計算時間為(t)：時間步長*運行步數
截面積：lx*ly
熱流密度:
(2) 溫度梯度計算：
平均溫差(dt)：0.57；
溫度梯度（考慮周期性）：dt/2/lz
因此本次計算的熱導率為3.39
圖1.2：最后一1000步的溫度梯度（左）和模擬過程中的溫差波動
最后,歡迎通過公眾號"320科技工作室"聯系我們.
展開 [11月22日-11月25日 北京 ] 關于 “LAMMPS分子動力學模擬技術與應用” 培訓班
詳情鏈接：http://flac3d.cn/hdp/lam/zsb.html 或直接聯系QQ 85329991
關于 “LAMMPS分子動力學模擬技術與應用” 培訓班
培訓背景
分子動力學模擬被廣泛用于生命科學、化學工程、物理、醫藥、材料科學等領域。由于傳統實驗需要大量的人力物力而且耗時，而計算機模擬的方法省時省力，能有效提高科研效率；目前，分子動力學模擬能在很大程度上進行預測指導實驗，因此模擬與實驗的對照是將來研究的主要方向之一。分子動力學模擬作為一種理想的計算機模擬方法，可以用來模擬兩相之間的相互作用，也是對計算和實驗的補充。
培訓特色
1、小班授課，培訓教室配備有服務器、投影；
2、對知識進行系統講解，由淺入深，配合案例解析邊講邊練，讓學員能運用模擬軟件針對每個技術點進行上機操作；授課老師和助教現場解決學員提出的各種專業問題，針對性的分析學員需求并提供指導，從而更好地滿足學員不同方面的科研需求；
3、課堂上建立專屬班級交流平臺，學員學完后可以繼續在班級群與老師同學交流問題，鞏固學習內容。參加一次培訓，后期可以免費再參加一次。
展開 LAMMPS分子動力學技術與應用
http://flac3d.cn/hdp/mdhs/zsb.html
LAMMPS分子動力學核心技術實
LAMMPS分子動力學核心技術實戰培訓班
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三、Lammps建模與進階
四、用Lammps模擬具體物理問題（應用中存在的問題）
五、用Lammps輸出研究所需要的數據信息
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展開 LAMMPS分子動力學核心技術實戰
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展開 案例解析---分子動力學LAMMPS技術實戰
LAMMPS分子動力學核心技術實戰
（10月30號--11月2號）線上直播
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報名聯系方式：楊春嬌
手機（微信同號）：17777853361 官方咨詢QQ：334700349
lammps分子動力學QQ群號:753267868 （加群備注：楊春嬌邀請）
展開 LAMMPS分子動力學基于周期擾動法的黏度計算
關鍵詞：黏度,周期擾動法，SPC/E水分子，分子動力學，lammps
目前分子動力學計算黏度主要有以下方法：（1）基于 Green - Kubo 關系的方法。從微觀角度出發，利用壓力張量自相關函數積分計算黏度。理論基礎強，能考慮復雜微觀因素，但計算量極大，對計算機性能和時間要求高，積分上限選擇需謹慎。（2）愛因斯坦關系法。通過分析粒子擴散行為間接求黏度，依據愛因斯坦關系，由粒子擴散系數計算。計算相對簡單，只需粒子運動軌跡信息。不過對于粒子間作用強、擴散不明顯的復雜體系誤差較大，粒子半徑選擇也會影響結果。（3）非平衡分子動力學方法。對系統施加外力場或速度梯度使其處于非平衡態，根據非平衡條件下的響應，如應力和速度梯度，依牛頓黏性定律計算?？?em>模擬復雜流場中黏度，但施加外力和處理邊界條件要注意，理論較復雜。
本文將介紹非平衡分子動力學計算黏度的方法之一：周期擾動法。周期擾動法計算黏度的原理主要基于對流體系統施加周期性的外力擾動，然后通過分析系統的響應來計算黏度。具體如下：
(1)施加周期擾動：在流體系統中引入一個周期性變化的外力場，比如在模擬體系的某個方向上按照一定的頻率和振幅施加外力。這個外力會使流體中的粒子或分子產生相應的運動和位移。
(2)系統響應分析：流體系統在受到周期外力擾動后會產生響應。由于流體具有黏性，粒子或分子的運動不會立即跟上外力的變化，而是會有一定的滯后。這種滯后表現為流體內部產生剪切應力，并且剪切應力會隨著時間周期性地變化。
(3)計算黏度：通過測量流體系統在周期擾動下的應力響應和外力的關系，結合相關的理論公式來計算黏度。在周期擾動法中，通常會測量系統在多個周期內的響應，并對數據進行統計分析，以獲得準確的黏度值。
接下來我們以計算水的黏度為例子，用lammps中的周期擾動法計算其黏度。
展開 “LAMMPS分子動力學技術與應用”線上實戰
分子動力學模擬是一種研究分子體系結構與性質的重要方法，已被廣泛用于化學化工、生物醫藥、材料科學與工程、物理等學科領域。傳統實驗需要大量的人力物力而且耗時，而計算機模擬的方法省時省力，可以用來求解解析理論無法求解的問題，模擬實驗做起來困難或不可能做的條件，得到更貼近實際體系的結果。LAMMPS分子動力學程序是一款開源而免費的軟件，可以模擬成千上萬甚至幾百萬個原子、分子，常用于模擬液體中的粒子，固體和汽體的系綜，也可以采用不同的力場和邊界條件來模擬全原子，聚合物，生物，金屬，粒狀和粗料化體系。
為全力做好秋季開學疫情防控工作，各地和學校按照“最大限度復學、最嚴標準防控”原則全面推進恢復正常教育教學秩序，各級教育主管部門也將繼續通過開展網絡教學銜接高校師生開學后教學科研工作。應新老客戶的培訓需求，北京軟研國際信息技術研究院特舉辦““LAMMPS分子動力學技術與應用”線上實戰培訓，本次培訓由互動派（北京）教育科技有限公司具體承辦，通過本次培訓，能夠了解LAMMPS是什么？能干什么？怎么用？
展開 基于GROMACS的小分子自組裝分子動力學模擬
關鍵詞：GROMACS；小分子；自組裝；分子動力學；回轉半徑
背景介紹
小分子自組裝過程廣泛存在于材料、生命與能源體系中，其微觀機理關乎膠束/囊泡形成、層狀有序相的出現以及功能納米結構的穩定性。相比僅觀察宏觀現象，分子動力學（MD）能在原子尺度直接揭示小分子的自組裝機理，直觀體現其自組裝過程，從而為藥物，納米材料設計提供理論依據。
本案例基于GROMACS軟件，模擬分析匹格列酮四聚體的分子自組裝過程。
初始模型構建
首先利用Packmol構建匹格列酮四聚體模型，盒子大小為3*3*3，packmol輸入文件如圖1所示：
圖1 Packmol 輸入文件
所構建的匹格列酮四聚體初始模型結構如圖2所示：
圖2 匹格列酮四聚體初始模型結構
首先進行能量最小化：
gmx grompp -f em.mdp -c mix.gro -p top.top -o em.tpr -maxwarn 1
gmx mdrun -v -deffnm em
能量最小化后進行2 ns的平衡模擬:
gmx grompp -f md.mdp -c em.gro -p top.top -o md.tpr -maxwarn 1
gmx mdrun -v -deffnm md
模擬分析
經過2ns的平衡模擬后，可以看到四個匹格列酮小分子已經成功發生了自組裝，如圖3所示：
圖3 模擬2ns后匹格列酮四聚體結構
我們進一步分析匹格列酮四聚體的回轉半徑:
gmx gyrate -f md.xtc -s md.tpr -p
可以看到，在初始50ps的模擬過程中，分子間距離迅速收縮，表明自組裝過程已經在進行。
展開 
SCIGRESS--分子動力學及多功能分子設計模擬軟件包
SCIGRESS 先進的分子建模和可視化功能使得研究者可以方便的導入多種實驗方法所得的分子結構，也可以輕松的建立一個新的結構。除了豐富的建模工具外， SCIGRESS也提供了強大的計算引擎和全面的分析工具。
分子動力學計算引擎Materials Explorer是由日本FUJITSU公司開發的一種高效的商業化的多用途分子動力學軟件包。Materials Explorer功能非常強大，有63個力場供選擇，可以用來研究有機物、高聚物、生物大分子、金屬、陶瓷材料、半導體等晶體、非晶體、溶液、流體、液體 和氣體的相變、膨脹、壓縮系數、抗張強度、粘度、熱導率、缺陷等。小分子藥物與生物大分子的對接以及小分子藥物的構效關系一直是計算機輔助藥物設計中兩項 非常重要的內容。Scigress繼承了CAChe的功能，提供了這兩項計算功能。此外，Scigress還包括了使用廣泛的半經驗量化計算模塊。通過 Scigress，研究者可以完成掃描分子勢能面，確定化學反應機理，尋找反應過渡態，分析紅外紫外光譜，明確分子軌道中的電子躍遷，常規分子動力學模 擬，計算眾多材料體系的力學與熱力學性質，模擬晶體的外延生長與表面吸附的動態行為，預測小分子在多孔材料中的分布情況，列舉分子的低能構象，建立藥物分 子的構效關系模型，完成小分子藥物與生物靶標的對接等多種科研任務。
SCIGRESS 實現了Client-Server 構架。研究者可以簡便的利用位于Microsoft Windows 平臺下的界面進行建模和結果分析，把大量的計算任務分配到服務器或計算集群中進行。這樣就使得研究者可以對更大的體系進行更精確的模擬計算。
展開 關于舉辦“LAMMPS分子動力學技術與應用與第一性原理計算方法及應用”線上+線下實戰培訓的通知
關于舉辦“LAMMPS分子動力學技術與應用”線上+線下實戰培訓的通知
各有關單位:
分子動力學模擬是一種研究分子體系結構與性質的重要方法，已被廣泛用于化學化工、生物醫藥、材料科學與工程、物理等學科領域。傳統實驗需要大量的人力物力而且耗時，而計算機模擬的方法省時省力，可以用來求解解析理論無法求解的問題，模擬實驗做起來困難或不可能做的條件，得到更貼近實際體系的結果。LAMMPS分子動力學程序是一款開源而免費的軟件，可以模擬成千上萬甚至幾百萬個原子、分子，常用于模擬液體中的粒子，固體和汽體的系綜，也可以采用不同的力場和邊界條件來模擬全原子，聚合物，生物，金屬，粒狀和粗料化體系。
為全力做好教育系統新型冠狀病毒感染的肺炎疫情防控工作，確保廣大師生的身體健康和生命安全，根據中央有關精神以及教育部《關于2020年春季學期延期開學的通知》，各級教育主管部門也紛紛提出將通過開展網絡教學，確?！巴Ｕn不停教、不停學”。應新老客戶的培訓需求，北京軟研國際信息技術研究院特舉辦““LAMMPS分子動力學技術與應用”線上+線下實戰培訓，本次培訓由互動派（北京）教育科技有限公司具體承辦，通過本次培訓，能夠了解LAMMPS是什么？能干什么？怎么用？
展開 北京軟研國際信息技術研究院推出“LAMMPS分子動力學技術與應用”和“VASP第一性原理計算方法及應
北京軟研國際信息技術研究院推出“LAMMPS分子動力學技術與應用”和“VASP第一性原理計算方法及應用”專題交流研討會議。如何利用LAMMPS模擬分子擴散、輸運及兩相的相互作用，對計算和實驗的補充進行預測指導；如何運用VASP基本原理及計算進行材料性能測試和新材料研究
具體通知內容請聯系：招生辦公室 電話：15510057995 QQ：85329991
詳細內容鏈接：http://flac3d.cn/hdp/lam/zsb.html
更多MD課程GROMACS、AMBER等課程可直接聯系招生老師
VASP 第一性原理計算方法與應用
展開 分子動力學模擬介紹
分子動力學簡介：
分子動力學方法是一種計算機模擬實驗方法，是研究凝聚態系統的有力工具。該技術不僅可以得到原子的運動軌跡，還可以觀察到原子運動過程中各種微觀細節。它是對理論計算和實驗的有力補充。廣泛應用于材料科學、生物物理和藥物設計等。經典MD模擬，其系統規模在一般的計算機上也可達到數萬個原子，模擬時間為納秒量級。2006年進行了三千二百億個原子的模擬（IBMlueGene/L）。
分子動力學總是假定原子的運動服從某種確定的描述，這種描敘可以牛頓方程、拉格朗日方程或哈密頓方程所確定的描述，也就是說原子的運動和確定的軌跡聯系在一起。在忽略核子的量子效應和Born-Oppenheimer絕熱近似下，分子動力學的這一種假設是可行的。所謂絕熱近似也就是要求在分子動力學過程中的每一瞬間電子都處于原子結構的基態。要進行分子動力學模擬就必須知道原子間的相互作用勢。
在分子動力學模擬中，我們一般采用經驗勢來代替原子間的相互作用勢，如Lennard-Jones勢、Mores勢、EAM原子嵌入勢、F-S多體勢。然而采用經驗勢必然丟失了局域電子結構之間存在的強相關作用信息，即不能得到原子動力學過程中的電子性質。
詳細介紹請見附件。
2、分子模擬的三步法和大致分類
三步法：
第一步：建模。包括幾何建模，物理建模，化學建模，力學建模。初始條件的設定，這里要從微觀和宏觀兩個方面進行考慮?！ ? 第二步：過程。這里就是體現所謂分子動力學特點的地方。包括對運動方程的積分的有效算法。對實際的過程的模擬算法。關鍵是分清楚平衡和非平衡，靜態和動態以及準靜態情況。
第三步：分析。這里是做學問的關鍵。你需要從以上的計算的結果中提取年需要的特征，說明你的問題的實質和結果。因此關鍵是統計、平均、定義、計算。
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