在分子动力学模拟中,有时需要固定一部分原子,例如,使用velocity命令对体系进行拉伸时,固定底部原子,对顶部原子施加一定的速度实现拉伸。

在纳米磨削中,也需要固定设置一个固定层,防止工件在磨削力的作用下移动。

在lammps中固定原子的方式有多种,我比较常用的是fix setforce命令。

fix setforce命令语法格式为:



fix ID group-ID setforce fx fy fz keyword value ...

其中:


  • ID是本次fix设置的id,可以任意命名。
  • group-ID是需要被施加力的原子组
  • fx、fy、fz是施加力的方向和大小。

fix setforce原理是在xyz方向上设置原子新的受力值,如果某个方向不需要设置,可设为NULL。




#indenterxyz三个方向的受力设为0
fix freeze indenter setforce 0.0 0.0 0.0
#edgeyz方向上的受力设为0x方向受力保持原值不变
fix 2 edge setforce NULL 0.0 0.0

固定boundary组,就可以把boundary组各个方向的受力设为0:



fix 1 boundary setforce 0.0 0.0 0.0

如果只是使用setforce一句命令,有可能还会存在一个问题。

当boundary组的原子受力为0,但如果boundary组原子有非零温度,也就是原子有速度的话,即使受力为0,原子也会按照初始的速度继续移动,同样达不到固定原子的效果。

这种情况下,需要配合velocity使用,把该原子组的速度设为0.




velocity boundary set 0.0 0.0 0.0
fix 1 boundary setforce 0.0 0.0 0.0

上面两句代码配合使用,就可以固定boundary原子。

近期将陆续推出lammps基础教程,敬请关注微信公众号:lammps加油站。

lammps教程:fix setforce命令详解_微信公众号