大家好,我是小马老师。
本文讲解lammps模拟中fix spring弹簧连接的设置方法。
在一些lammps模拟中,需要把两组原子通过弹性连接的方式组合到一起,如下图的摩擦模拟:
图片来源:Qian, C. and J. Wang (2020). “The effects of stacking mode and thickness on the frictional behaviour of multilayer silicene.” RSC Advances 10(55): 33129-33136.
在摩擦过程中,通过fix spring命令把磨粒半球与2个虚原子连接到一起,通过移动虚原子来控制磨粒的运动。
fix spring语法为:
fix ID group-ID spring couple group-ID2 K x y z R0
其中:
group-ID和group-ID2:被绑定的两个原子组
K:弹簧系数,类似弹簧胡克定律中的系数。K越小弹簧越软,K越大弹簧刚性越好,单位:force/distance
x y z:可以理解为两个原子组质心的初始距离。
R0:弹簧的平衡距离
下面通过Cu球与Cu原子的绑定案例介绍fix spring命令的使用方法。
初始参数:
Cu球(group id:cu)球心坐标:20 25 25
Cu球半径:10埃米
Cu原子(group id2:single)坐标:50 25 25
初始结构如下图所示:
下面计算fix spring参数:
(1)K的取值可参考相关论文,此案例中的值为100
(2)xyz可设为Cu球质心与Cu原子的初始距离:
x=50-20=30
y=25-25=0
z=25-25=0
(3)平衡距离R0可设为0埃米
因此,fix spring命令为:
fix 1 cu spring couple single 100 30 0 0 0
对cu原子施加一个移动速度后,cu球受到牵引力也会跟着移动,效果如下图所示:
fix spring命令在摩擦过程中用的较多,可多找几篇类似的论文练习一下。
本公众号一对一咨询辅导服务,根据课题方向不同详细讲解对应的in文件编写方法、模拟关键技术、数据后处理,经一对一咨询辅导后能够独立编写出in文件。
公众号案例代码以及学习交流,请加QQ群:227321877