lammps案例分享：Al/聚氨酯界面模拟

大家好，我是小马老师。

本文分享一个Al和聚氨酯界面的模拟案例。

案例由Nuwan Dewapriya编写，原文可到以下网站下载：

https://github.com/nuwan-d/LAMMPS_tutorials_for_short_courses/tree/main/polyurethane_aluminum_interface

本文对案例做一些注解，以供初学者参考。

金属和聚合物界面的研究相对较多，但是对于没有经验的lammps初学者来说，可能还是有些困难。

（1）建模问题

聚合物原子之间有键连接，如果建模方法不当，容易造成bond atom missing。

具体可参考：

bond atom missing原因分析

（2）势函数设置问题

如果金属使用eam等势，要求units为metal单位，而对于聚合物体系来说，一般为real单位。

当金属和聚合物混合到一个体系时，需要进行单位转换。

常规的做法是units设为metal单位，而聚合物势参数由real单位转为metal单位。

但在本例中，作者使用了real单位，Al力场文件为Al_jnp_real.eam，这个是real单位下的eam势。

势函数为混合势，具体写法如下：

pair_style  hybrid eam lj/class2/coul/long ${cutoff} ${charge_cutoff}  # 9.5
bond_style  class2
angle_style class2
dihedral_style  class2
improper_style  class2
pair_modify mix sixthpower tail yes
special_bonds lj/coul 0 0 1

# Pair Coeffs

pair_coeff   11 11 eam Al_jnp_real.eam 
pair_coeff   1  1  lj/class2/coul/long 0.05400    4.01000   # c,c
......
pair_coeff   9  9  lj/class2/coul/long  0.12000    3.81000  # c_1,c_1
pair_coeff  10 10  lj/class2/coul/long  0.24000    3.53500  # oc,oc

pair_coeff  1 11 lj/class2/coul/long  0.293900097 3.665694839
......
pair_coeff  10  11 lj/class2/coul/long  0.77841707  3.313305775

in文件代码如下：

# Created by Nuwan Dewapriya on 2020-12-16
#模拟基本参数
units              real
atom_style         full
boundary           p p p
timestep        0.5
variable        t_step equal 0.5
kspace_style  pppm 1.0e-6
# 读取data文件和力场参数文件
read_data          "pu_al_data.data"
include            "pu_al_para.params"
#能量最小化
min_style          cg
min_modify         dmax 0.4
minimize           1e-8 1e-10 200 500
reset_timestep     0
#弛豫
fix   1 all nve
fix   2 all langevin 300.0 300.0 $(100.0*v_t_step) 904297
thermo          200
dump            1 all atom 200 al_pu_equilibration.xyz
variable E_t equal etotal
variable time equal time*0.001
fix           write all print 10 "${time} ${E_t}" file energy.dump screen no
run           5000

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