lammps 分子動力學(xué)模擬的案例
“LAMMPS分子動力學(xué)技術(shù)與應(yīng)用”線上實戰(zhàn)
分子動力學(xué)模擬是一種研究分子體系結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的重要方法，已被廣泛用于化學(xué)化工、生物醫(yī)藥、材料科學(xué)與工程、物理等學(xué)科領(lǐng)域。傳統(tǒng)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(jié)果。LAMMPS分子動力學(xué)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(xué)疫情防控工作，各地和學(xué)校按照“最大限度復(fù)學(xué)、最嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)防控”原則全面推進恢復(fù)正常教育教學(xué)秩序，各級教育主管部門也將繼續(xù)通過開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)銜接高校師生開學(xué)后教學(xué)科研工作。應(yīng)新老客戶的培訓(xùn)需求，北京軟研國際信息技術(shù)研究院特舉辦““LAMMPS分子動力學(xué)技術(shù)與應(yīng)用”線上實戰(zhàn)培訓(xùn)，本次培訓(xùn)由互動派（北京）教育科技有限公司具體承辦，通過本次培訓(xùn)，能夠了解LAMMPS是什么？能干什么？怎么用？
展開 [11月22日-11月25日 北京 ] 關(guān)于 “LAMMPS分子動力學(xué)模擬技術(shù)與應(yīng)用” 培訓(xùn)班
詳情鏈接：http://flac3d.cn/hdp/lam/zsb.html 或直接聯(lián)系QQ 85329991
關(guān)于 “LAMMPS分子動力學(xué)模擬技術(shù)與應(yīng)用” 培訓(xùn)班
培訓(xùn)背景
分子動力學(xué)模擬被廣泛用于生命科學(xué)、化學(xué)工程、物理、醫(yī)藥、材料科學(xué)等領(lǐng)域。由于傳統(tǒng)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(xué)模擬能在很大程度上進行預(yù)測指導(dǎo)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(xué)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(xùn)特色
1、小班授課，培訓(xùn)教室配備有服務(wù)器、投影；
2、對知識進行系統(tǒng)講解，由淺入深，配合案例解析邊講邊練，讓學(xué)員能運用模擬軟件針對每個技術(shù)點進行上機操作；授課老師和助教現(xiàn)場解決學(xué)員提出的各種專業(yè)問題，針對性的分析學(xué)員需求并提供指導(dǎo)，從而更好地滿足學(xué)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(xué)員學(xué)完后可以繼續(xù)在班級群與老師同學(xué)交流問題，鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容。參加一次培訓(xùn)，后期可以免費再參加一次。
展開 關(guān)于舉辦“LAMMPS分子動力學(xué)技術(shù)與應(yīng)用與第一性原理計算方法及應(yīng)用”線上+線下實戰(zhàn)培訓(xùn)的通知
關(guān)于舉辦“LAMMPS分子動力學(xué)技術(shù)與應(yīng)用”線上+線下實戰(zhàn)培訓(xùn)的通知
各有關(guān)單位:
分子動力學(xué)模擬是一種研究分子體系結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的重要方法，已被廣泛用于化學(xué)化工、生物醫(yī)藥、材料科學(xué)與工程、物理等學(xué)科領(lǐng)域。傳統(tǒng)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(jié)果。LAMMPS分子動力學(xué)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(tǒng)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(jù)中央有關(guān)精神以及教育部《關(guān)于2020年春季學(xué)期延期開學(xué)的通知》，各級教育主管部門也紛紛提出將通過開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，確保“停課不停教、不停學(xué)”。應(yīng)新老客戶的培訓(xùn)需求，北京軟研國際信息技術(shù)研究院特舉辦““LAMMPS分子動力學(xué)技術(shù)與應(yīng)用”線上+線下實戰(zhàn)培訓(xùn)，本次培訓(xùn)由互動派（北京）教育科技有限公司具體承辦，通過本次培訓(xùn)，能夠了解LAMMPS是什么？能干什么？怎么用？
展開 分子動力學(xué)模擬LAMMPS實戰(zhàn)研修
LAMMPS分子動力學(xué)核心技術(shù)實戰(zhàn)培訓(xùn)班
2020年10月30日—— 2020年11月2日 (線上直播)
課程目標(biāo)：
1. LAMMPS分子動力學(xué)理論與軟件操作培訓(xùn)，邊講解邊實踐操作。
2. 通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)員熟練掌握LAMMPS分子動力學(xué)的原理、方法、軟件操作。
3. 學(xué)員基本具備獨立完成LAMMPS分子動力學(xué)的論文及實際科研工程的能力。
課程大綱
一、Lammps基礎(chǔ)與原理
MD模擬的基本邏輯思路
Lammps軟件學(xué)習(xí)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(yīng)用中存在的問題）
五、用Lammps輸出研究所需要的數(shù)據(jù)信息
六，Lammps大量實例練習(xí)賞析（已發(fā)表文章）
七、LAMMPS高級研修及案例操作
另有
《分子動力學(xué)材料模擬》10月15---10月18日
有意者隨時聯(lián)系！
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李連杰(老師) 手機：13311241619 電話：010-56129268
備注：可以開具培訓(xùn)費、會議費、資料費
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展開 
利用LAMMPS 實現(xiàn)導(dǎo)熱的分子動力學(xué)模擬
LJ體系的熱導(dǎo)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(jié)構(gòu)，晶格參數(shù)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(shè)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(shè)置為1.7，冷端設(shè)置為1.0，弛豫到熱源和冷源的溫差達到相對穩(wěn)定的狀態(tài)。這時整體的熱流基本也達到了穩(wěn)定狀態(tài)。此時再繼續(xù)運行20000步，統(tǒng)計冷源和熱源的動能轉(zhuǎn)移和溫度分布情況，用以計算熱導(dǎo)率。
圖1.1：晶體模型示意圖
1.3結(jié)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(wěn)定的狀體。由于本次計算采用周期性體系，因此溫度呈現(xiàn)V形分布。具體熱導(dǎo)率的計算過程為：
（1） 熱流密度計算:
總轉(zhuǎn)移能量為(Q)：參與能量轉(zhuǎn)移的原子數(shù)*(熱端轉(zhuǎn)移能量-冷端轉(zhuǎn)移能量）/2；
總計算時間為(t)：時間步長*運行步數(shù)
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(dǎo)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(lián)系我們.
展開 分子動力學(xué)及第一性原理計算
“LAMMPS分子動力學(xué)模擬技術(shù)與應(yīng)用”
2019年03月14日-17日 北京
“第一性原理計算方法及應(yīng)用”
2019年03月14日-17日 北京
“單晶結(jié)構(gòu)解析及可視化分析與應(yīng)用”
2019年03月28日-31日 北京
此通知長期有效，最新信息可關(guān)注官方網(wǎng)站srit.ac.cn或者www.hdpaii.com
LAMMPS分子動力學(xué)技術(shù)與應(yīng)用
http://flac3d.cn/hdp/mdhs/zsb.html
LAMMPS分子動力學(xué)核心技術(shù)實
LAMMPS分子動力學(xué)核心技術(shù)實戰(zhàn)培訓(xùn)班
2020年10月30日—— 2020年11月2日 (線上直播)
課程目標(biāo)：
1. LAMMPS分子動力學(xué)理論與軟件操作培訓(xùn)，邊講解邊實踐操作。
2. 通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)員熟練掌握LAMMPS分子動力學(xué)的原理、方法、軟件操作。
3. 學(xué)員基本具備獨立完成LAMMPS分子動力學(xué)的論文及實際科研工程的能力。
課程大綱
一、Lammps基礎(chǔ)與原理
MD模擬的基本邏輯思路
Lammps軟件學(xué)習(xí)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(yīng)用中存在的問題）
五、用Lammps輸出研究所需要的數(shù)據(jù)信息
六，Lammps大量實例練習(xí)賞析（已發(fā)表文章）
七、LAMMPS高級研修及案例操作
另有
《分子動力學(xué)材料模擬》10月15---10月18日
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LAMMPS分子動力學(xué)核心技術(shù)實戰(zhàn)培訓(xùn)班
2020年10月30日—— 2020年11月2日 (線上直播)
課程目標(biāo)：
1. LAMMPS分子動力學(xué)理論與軟件操作培訓(xùn)，邊講解邊實踐操作。
2. 通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)員熟練掌握LAMMPS分子動力學(xué)的原理、方法、軟件操作。
3. 學(xué)員基本具備獨立完成LAMMPS分子動力學(xué)的論文及實際科研工程的能力。
課程大綱
一、Lammps基礎(chǔ)與原理
MD模擬的基本邏輯思路
Lammps軟件學(xué)習(xí)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(yīng)用中存在的問題）
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展開 案例解析---分子動力學(xué)LAMMPS技術(shù)實戰(zhàn)
LAMMPS分子動力學(xué)核心技術(shù)實戰(zhàn)
（10月30號--11月2號）線上直播
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一、Lammps基礎(chǔ)與原理
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LAMMPS分子動力學(xué)基于周期擾動法的黏度計算
關(guān)鍵詞：黏度,周期擾動法，SPC/E水分子，分子動力學(xué)，lammps
目前分子動力學(xué)計算黏度主要有以下方法：（1）基于 Green - Kubo 關(guān)系的方法。從微觀角度出發(fā)，利用壓力張量自相關(guān)函數(shù)積分計算黏度。理論基礎(chǔ)強，能考慮復(fù)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(guān)系法。通過分析粒子擴散行為間接求黏度，依據(jù)愛因斯坦關(guān)系，由粒子擴散系數(shù)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(fù)雜體系誤差較大，粒子半徑選擇也會影響結(jié)果。（3）非平衡分子動力學(xué)方法。對系統(tǒng)施加外力場或速度梯度使其處于非平衡態(tài)，根據(jù)非平衡條件下的響應(yīng)，如應(yīng)力和速度梯度，依牛頓黏性定律計算。可模擬復(fù)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(fù)雜。
本文將介紹非平衡分子動力學(xué)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(tǒng)施加周期性的外力擾動，然后通過分析系統(tǒng)的響應(yīng)來計算黏度。具體如下：
(1)施加周期擾動：在流體系統(tǒng)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(chǎn)生相應(yīng)的運動和位移。
(2)系統(tǒng)響應(yīng)分析：流體系統(tǒng)在受到周期外力擾動后會產(chǎn)生響應(yīng)。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(xiàn)為流體內(nèi)部產(chǎn)生剪切應(yīng)力，并且剪切應(yīng)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(tǒng)在周期擾動下的應(yīng)力響應(yīng)和外力的關(guān)系，結(jié)合相關(guān)的理論公式來計算黏度。在周期擾動法中，通常會測量系統(tǒng)在多個周期內(nèi)的響應(yīng)，并對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，以獲得準(zhǔn)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 分子動力學(xué)簡介及入門
8）運行足夠長時間的模擬以確定我們所感興趣的現(xiàn)象或是性質(zhì)能夠被觀測到，并且務(wù)必確保此現(xiàn)象出現(xiàn)的可重復(fù)性。
9）數(shù)據(jù)拿到手后，很容易通過一些可視化軟件得到軌跡動畫，但這并不能拿來發(fā)文章。真正的工作才剛剛開始——分析數(shù)據(jù)，你所感興趣的現(xiàn)象或性質(zhì)只是表面，隱含在它們之中的機理才是文章中的主題。
應(yīng)用
分子動力學(xué)可以用于NPT，NVE，NVT等系綜的計算，是一種基于牛頓力學(xué)確定論的熱力學(xué)計算方法，與蒙特卡洛法相比在宏觀性質(zhì)計算上具有更高的準(zhǔn)確度和有效性，可以廣泛應(yīng)用于物理，化學(xué)，生物，材料，醫(yī)學(xué)等各個領(lǐng)域。
另外，在實際應(yīng)用中，經(jīng)常把分子動力學(xué)方法和蒙特卡羅法聯(lián)合使用。
材料模擬及分子動力學(xué)實戰(zhàn)班.pdf
第十一期lammps分子動力學(xué)模擬核心技術(shù)培訓(xùn)班(1).pdf
展開 北京軟研國際信息技術(shù)研究院推出“LAMMPS分子動力學(xué)技術(shù)與應(yīng)用”和“VASP第一性原理計算方法及應(yīng)
北京軟研國際信息技術(shù)研究院推出“LAMMPS分子動力學(xué)技術(shù)與應(yīng)用”和“VASP第一性原理計算方法及應(yīng)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(yù)測指導(dǎo)；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(nèi)容請聯(lián)系：招生辦公室 電話：15510057995 QQ：85329991
詳細內(nèi)容鏈接：http://flac3d.cn/hdp/lam/zsb.html
更多MD課程GROMACS、AMBER等課程可直接聯(lián)系招生老師
VASP 第一性原理計算方法與應(yīng)用
展開 基于GROMACS的小分子自組裝分子動力學(xué)模擬
關(guān)鍵詞：GROMACS；小分子；自組裝；分子動力學(xué)；回轉(zhuǎn)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(guān)乎膠束/囊泡形成、層狀有序相的出現(xiàn)以及功能納米結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。相比僅觀察宏觀現(xiàn)象，分子動力學(xué)（MD）能在原子尺度直接揭示小分子的自組裝機理，直觀體現(xiàn)其自組裝過程，從而為藥物，納米材料設(shè)計提供理論依據(jù)。
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(gòu)建
首先利用Packmol構(gòu)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(gòu)建的匹格列酮四聚體初始模型結(jié)構(gòu)如圖2所示：
圖2 匹格列酮四聚體初始模型結(jié)構(gòu)
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(jīng)過2ns的平衡模擬后，可以看到四個匹格列酮小分子已經(jīng)成功發(fā)生了自組裝，如圖3所示：
圖3 模擬2ns后匹格列酮四聚體結(jié)構(gòu)
我們進一步分析匹格列酮四聚體的回轉(zhuǎn)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(jīng)在進行。
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