lammps npt系综iso和aniso控压对比

本文讲解lammps基础命令fix npt设置。

关于系综的设置,前面已经介绍过多次,但在咨询中发现,对于大部分初学者来说,对于系综选择和设置还是有些困惑。

fix npt命令名称就可以看出,它的主要作用是对体系进行控温和控压操作。

npt的控温原理与nvt类似,通过调整原子的速度来调整整个体系的温度。

体系压力的控制通过调整box的尺寸进行调节,如果体系压力超过设定压力值,会扩大box尺寸,同理,体系压力小于设定压力值,则会缩小box的尺寸。


至于调节哪个方向的尺寸,可以根据需要进行设置。

如只调节z方向的压力,表示z方向的尺寸可随体系压力变化而变化,而x和y方向尺寸则固定不变,对应的命令为:

fix 1 npt temp 300 300 0.1 z 0 0 1

如果三个方向都需要调节压力,可设置iso或aniso。

各向同性iso:

fix 1 npt temp 300 300 0.1 iso 0 0 1

各向异性aniso:

fix 1 npt temp 300 300 0.1 aniso 0 0 1

这两个命令都是调节三个方向的压力,不同点在哪里?

iso表示x、y、z三个方向压力耦合到一起,三个方向以相同的比例进行缩放。

aniso表示x、y、z三个方向根据各自方向的压力独立调节尺寸,压力大的方向尺寸变化大,三个方向尺寸变化可能会不相同。


下面以sio2非晶建模为例,对比iso和aniso不同控压方式的区别,参考代码:

lammps教程:非晶sio2建模方法

iso控压

aniso控压

通过对比,很明显的看出,在同一方向最终的结构尺寸是不同的。

在lammps模拟时,如果需要各方向尺寸维持一定的比例,可以用iso控压,如果允许各方向尺寸自由变化,可以用aniso控压。

 

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