lammps模拟中刚体的设置方法

大家好，我是小马老师。

本文介绍lammps模拟中刚体的设置方法。

在有些lammps模拟中，需要把部分原子组设为刚体，如纳米切削过程中，可把刀具设为刚体。

被设为刚体的原子组结构不发生变化，因此，可通过neigh_modify exclude命令取消刚体内部原子之间相互作用力，以节省计算资源，加快计算速度。

在lammps中，设置刚体的命令为fix rigid。

例如，把刀具tool设为刚体，命令为：

fix 1 tool rigid single

体系内的分子设为刚体，命令为：

fix 1 all rigid/small molecule

本文以lammps官方案例介绍同时设置多个刚体的方法。

用到的命令为：

fix rigid group N

这个命令可同时设置N个原子组为刚体，使用比较灵活。

下面给出全部in文件代码，data.rigid为初始模型，该文件可加QQ群：754749935下载。

代码已尽量详细注释，以供参考，如果理解起来有困难，可参加本公众号的一对一培训辅导，可快速入门lammps。

#模型基本参数设置，模拟单位LJ
units   lj
#原子类型为atomic
atom_style  atomic
#力场类型为LJ/cut
pair_style  lj/cut 2.5
#读入模型文件
read_data data.rigid
#摩尔质量设置
mass    * 1
#力场参数设置
pair_coeff  * * 1 1
#温度初始化
velocity  all create 100.0 4928459
#根据原子ID对原子进行分组，共分9组
group   clump1 id <> 1 9
group   clump2 id <> 10 18
group   clump3 id <> 19 27
group   clump4 id <> 28 36
group   clump5 id <> 37 45
group   clump6 id <> 46 54
group   clump7 id <> 55 63
group   clump8 id <> 64 72
group   clump9 id <> 73 81
#这行是我自己加的，把不同的原子组设置为不同的原子类型
#便于在ovito中以不同的颜色显示
set     group clump1 type 1
set     group clump2 type 2
set     group clump3 type 3
set     group clump4 type 4
set     group clump5 type 5
set     group clump6 type 6
set     group clump7 type 7
set     group clump8 type 8
set     group clump9 type 9
#设置以上9个原子组为刚体
fix 1 all rigid group 9 clump1 clump2 clump3 clump4 clump5 &
            clump6 clump7 clump8 clump9
#设置近邻列表时排除同组内的原子
#作用是取消原子组内原子之间的相互作用力
neigh_modify  exclude group clump1 clump1
neigh_modify  exclude group clump2 clump2
neigh_modify  exclude group clump3 clump3
neigh_modify  exclude group clump4 clump4
neigh_modify  exclude group clump5 clump5
neigh_modify  exclude group clump6 clump6
neigh_modify  exclude group clump7 clump7
neigh_modify  exclude group clump8 clump8
neigh_modify  exclude group clump9 clump9
#每100步在屏幕上输出默认的热力学信息
thermo    100
#每50步保存一次坐标文件
dump    1 all atom 50 dump.xyz
#步长为0.0001
timestep  0.0001
#运行10000步
run   10000

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