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。
#将indenter在xyz三个方向的受力设为0
fix freeze indenter setforce 0.0 0.0 0.0
#将edge在yz方向上的受力设为0,x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。
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