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lammps初级:石墨烯、金属材料、纳米流体、热传导、多成分体系、金属、半导体材料的辐照、自建分子力场、MOFS、H2/CO2混合气体等模拟

1 LAMMPS的基础入门——初识LAMMPS是什么?能干什么?怎么用?
1.1 LAMMPS在win10和ubuntu系统的安装及使用
1.2 in文件结构格式
1.3 in文件基本语法:结合实例,讲解in文件常用命令
1.4 data文件格式
1.5 LAMMPS常见错误解决途径
实例操作:运行并理解跟自己科研方向相近的例子。
LAMMPS进阶
(石墨烯、金属材料模拟专题) 2 LAMMPS进阶实例操作,理解模拟对象的物理意义——从简单例子走向文献模型,举一反三提高学习效率
实例操作:
2.1 把剪切模型转换成拉伸模型
2.2 lattice命令石墨烯、金属、合金、高熵合金不同形状模型
2.3 石墨烯(不同力场)、金属、合金、高熵合金等拉伸剪切力学性质模拟
LAMMPS进阶
(纳米流体模拟专题) 3 LAMMPS进阶实例操作,理解模拟对象的物理意义——从简单例子走向文献模型,举一反三提高学习效率
实例操作:
3.1 把二维couette和poiseuille流动扩展成三维模型
3.2 建立三维管道内的poiseuille流动
3.3 进行石墨烯通道内的Couette流动和Poiseuille流动模拟
3.4 调节通道表面电荷性质、亲疏水性质,分析其对流动性质的影响
3.5 学习使用packmol,建立复杂混合溶液体系模型
3.6 模拟KCl等盐溶液的纳米流体流动
LAMMPS进阶
(热传导模拟专题) 4 LAMMPS进阶实例操作,理解模拟对象的物理意义——从简单例子走向文献模型,举一反三提高学习效率
实例操作:
4.1 理解导热系数意义
4.2 掌握lammps计算导热系数的几种方法
4.3 碳纳米管等导热系数的模拟计算
LAMMPS进阶
(多成分体系模拟专题) 5 LAMMPS进阶实例操作,理解模拟对象的物理意义——从简单例子走向文献模型,举一反三提高学习效率
实例操作:
5.1 金属、合金、高熵合金的摩擦模拟
5.2 材料切削模拟
5.3 夹层结构(graphene/C60/graphene)在不同粗糙度条件下的摩擦模拟
LAMMPS进阶
(金属、半导体材料的辐照模拟) 6 离子辐照对石墨烯、金属、碳化硅的离位损伤模拟
6.1 建立模拟体系的初始模型
6.2 PKA动能、位移随时间变化
6.3 点缺陷结构可视化 6.4 点缺陷的数量随时间变化
6.5 点缺陷的空间分布及演化过程
备选内容,根据课堂进度和学员情况 VMD、OVITO、msi2lmp等有机小分子建模,模型合并及模拟轨迹文件处理等
LAMMPS高级
(自建分子力场参数文件和金属有机框架材料晶体模型) 7 LAMMPS分子力场文件创建及MOFs材料建模
7.1 介绍固体材料单晶包试验数据结构,掌握基本的材料几何特征
7.2 利用MS软件构建MOFs材料单晶包模型和H2和CO2分子模型
7.3 讲解分子作用势能函数,学习编写MS软件中的力场参数文件(off文件)
7.4 简单介绍巨正则系综Monte Carlo方法
7.5 利用Sorption模块将H2和CO2分子插入到MOFs材料
7.6 编写LAMMPS力场文件(frc文件),并通过lammps程序生成data文件
7.7 运行能量最小化及体系的预松弛
7.8 模拟步骤:包括能量最小化NVT平衡,对研究目标的性质进行长时间轨迹平衡-输出研究所关心的性质。
实例操作:金属有机框架(MOFs)储氢和碳捕集模拟,计算密度分布,分子的MSD等性质。
LAMMPS高级
(分子筛纳米膜分离H2/CO2混合气体模拟) 8 研究H2/CO2在ZIF-7膜材料中分离性能——模拟文献Science 346 (6215), 1356-1359的分离过程
8.1 利用MS软件构建ZIF-7膜材料单晶包
8.2 设计H2/CO2与ZIF-7体系模型
8.3 自定义分子力场文件(frc文件),通过lammps程序生成data文件
8.4 运行能量最小化及体系的预松弛
8.5 模拟步骤:包括能量最小化NVT平衡,对研究目标的性质进行长时间轨迹平衡-输出研究所关心的性质。
实例操作:VMD中查看可视化的动态轨迹,计算密度分布,分子的MSD等,抽取轨迹的动能、势能、总能量等相关数据,对轨迹进行初步分析。
LAMMPS高级
(ReaxFF碳氢化合物的燃烧) 9 利用ReaxFF模块研究碳氢化合物的燃烧
9.1 ReaxFF反应力场概述
9.2 碳氢化合物和氧气分子体系的构建
9.3 能量最小化及常温弛豫
9.4 升温模拟
9.5 高温下氧化过程的模拟
9.6 轨迹分析及产物物种分析与可视化
实例操作:碳氢化合物燃烧中升温模拟和高温下氧化过程模拟
第五天下午
LAMMPS高级
(ReaxFF化学机械抛光) 10 利用ReaxFF模块研究化学机械抛光
10.1 利用 LAMMPS进行复杂体系的建模
10.2 能量最小化及预弛豫
10.3 施压过程模拟 10.4 拉伸过程模拟
10.5 采用 OVITO查看动态轨迹以及数据分析等
实例操作:化学机械抛光施压过程模拟和拉伸过程模拟
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