课  程

内   容

一、LAMMPS基础

1  分子动力学模拟入门理论——掌握lammps的in文件中各命令的意义

1.1系综理论

1.2主要算法介绍

1.3积分步长的选取

1.4温度和压力控制

1.5周期性边界条件

1.6分子动力学模拟流程

二、LAMMPS入门学习

2  LAMMPS入门操作基础

2.1 Linux命令入门基础——熟练掌握LAMMPS所用的Linux命令

2.2 LAMMPS中一些安装包的介绍——为以后创建自己体系进行选择性安装

2.3 LAMMPS的linux版串行和并行及GPU版编译安装——掌握LAMMPS的编译方法，针对自己体系编译可执行文件。

2.4 LAMMPS的in文件结构格式、基本语法及常用命令讲解、data文件格式。

2.5 LAMMPS实例讲解。

: 实例操作：在linux系统编译安装自己的LAMMPS可执行程序。

三、LAMMPS进阶学习

3. LAMMPS各种参数计算

3.1 颗粒模拟

3.2 可视化快照

3.3 弹性常数模拟

3.4 计算热导率

3.5 计算粘度

3.6 计算均方位移

3.7 计算径向分布函数

3.8 计算扩散系数

3.9 计算能量数据

3.10 Lammps常见错误及解决途径

: 实例操作：学员结合自己的科研方向，选择运行契合自己研究方向的例子

四、Lammps的建模

4   LAMMPS建模——掌握基本操作流程

4.1  掌握lattice命令建立晶体模型

4.2  Packmol建模语法学习及实操

4.3  Material Studio建模学习及实操 

4.4  VMD建模学习及实操

: 实例操作：把上述实操模型转换成lammps的data文件

五、从examples的简单例子，到完成自己的科研课题

5 通过examples中的例子，理解要模拟对象的物理意义

5.1  运行examples\flow 到建立水分子在石墨烯片层(碳纳米管)内的流动模拟

5.2  运行examples\shear 到石墨烯力学性质模拟

5.3  运行examples\friction 到金属/合金的摩擦模拟

5.4  特殊结构的模拟建模（C60系列模型）

: 实例操作：学员探索由简单例子到自己科研课题的模拟过程

六、环氧树脂在二氧化硅表面吸附建模(CVFF力场)

6 环氧树脂在二氧化硅表面吸附吸能的影响

模拟过程

6.1 创建构型文件

6.2 建立输入脚本

6.3 运行能量最小化及体系的预松弛

6.4 压缩盒子达到指定的密度（针对不同研究体系掌握压缩方法的不同，并掌握判断方法和依据）

6.5模拟步骤：包括能量最小化-NVT平衡-NPT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。

6.6. 查看动态轨迹和特殊帧的图片显示(采用VMD软件做出漂亮的图片和视频，学会用tcl脚本控制输出)

6.7 数据分析（origin软件的使用）

6.7.1 MSD分析

6.7.2 计算RDF

6.7.3 计算密度分布

七、LAMMPS高级研修，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  分子作用势能函数，编写MS软件中的力场参数文件（off文件）

7.4  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

八、分子筛纳米膜分离H₂/CO₂混合气体模拟

（模拟文献Science 346 (6215), 1356-1359）

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，模拟文献“Science 346 (6215), 1356-1359”的实验过程

8.3  自定义分子力场文件（frc文件），并通过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

8.6  采用VMD查看动态轨迹

8.7  数据分析，计算RDF，MSD，密度分布，选择性等

: 实例操作：包括在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

九、辅助课程

1.其他相关软件的功能介绍，如 GROMACS、VASP、NAMD、MS 等

2.建立微信群 QQ 群，建立长期技术问题答疑平台