在材料科学中,了解材料的熔点对于工业应用至关重要。铜 (Cu) 作为一种广泛应用于电子和建筑行业的金属,其熔点的准确预测对于材料加工和产品设计尤为关键。lammps 是一个经典的分子动力学模拟软件,它能够模拟从单个纳米尺度到百万原子规模的各种系统,支持多种势能函数、边界条件和初始/边界条件。
在今天的教程中,小贝将通过 lammps 软件,使用 npt(恒定压力、温度和粒子数)来估计面心立方 (FCC) 结构的铜 (Cu) 的熔点。
效果示例:
通过本教程的学习,您将能够:
- 理解 npt 控温操作流程
- 使用 dump 和 fix 指令将数据预处理
教程地址:
https://go.openbayes.com/giMUz
Demo 运行
01 启动容器
- 登录 OpenBayes,在「公共教程」页面,选择「lammps 入门教程:npt 控温估计 FCC Cu熔点」教程。
- 页面跳转后,点击右上角「克隆」,将该教程克隆至自己的容器中。
- 选择「NVIDIA RTX 4090」算力,按照自己需求选择「按量付费」或「包日/周/月」,镜像选择「lammps」,最后点击「继续执行」。
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https://go.openbayes.com/9S6Dr
- 等待模型分配好资源,状态变为「运行中」后,点击「打开工作空间」。
02 运行步骤
- 进入到「工作空间」后,可以看到已经准备好的「melt_u3.zip」压缩包,该包内含已经输入好的相关命令,如系统定义、读取铜结构、使用铜的 eam 势函数等。
- 打开「终端」,输入「cd melt_u3」进入解压目录,使用「ls」命令查看文件。
- 输入「mpirun -np 2 lmp < http://melt.in | tee out」,运行 lammps ,整个过程大约需要 5-10 分钟。
运行完毕后可在文件夹中得到「t_v.txt」等输出文件,其中温度体积数据都输入到了「t_v.txt」文件中,后面我们需要通过画图工具将数据可视化。
03 数据处理
- 等待模型运行完成后,输入「apt-get update --fix-missing」更新 apt 源,更新好之后输入「apt install gnuplot」安装 gnuplot(画图工具),并输入「y」回车确认。
- 用刚安装好的画图工具将数据可视化。
运行脚本已经写好,直接运行命令「gnuplot p.plt」可得到 t-v 图即温度体积阶跃曲线图,可以看到阶跃点、也就是熔点为 1600k。
- 然后将其原子轨迹文件「md.lammpstrj」下载到本地。
- 将下载的文件放入 OVITO 中打开,点击播放即可看到铜溶解过程中每个铜原子的运行轨迹。
新功能上线
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