lammps教程：nve/nvt/npt系综设置方法
系綜是指大量性質(zhì)和結(jié)構(gòu)完全相同的、處于各種運(yùn)動狀態(tài)的、各自獨(dú)立的系統(tǒng)的集合。
在lammps模擬中，常用的系綜有nve、nvt、npt三種系綜，下面說說這三種系綜的使用方法。
1. nve（微正則系綜）
nve系綜保證系統(tǒng)中原子數(shù)量n、體系總體積v和體系總能量e保持不變。
nve系綜沒有控溫的功能，初始條件確定后，在力場的作用下，原子速度發(fā)生變化，相應(yīng)的體系溫度發(fā)生變化。我們知道，體系總能量e=勢能+動能，溫度發(fā)生變化，動能就會變化，勢能和動能相互轉(zhuǎn)換，總能量保持不變。
nve使用方法：
nve語法比較簡單，使用fix語句確定原子組就可以了，nve系綜對邊界條件沒有要求。
2. nvt（等溫等壓）
nvt系綜保證體系的原子數(shù)量n、體積v和溫度t保持不變。
nvt系綜下，模擬盒子box的尺寸不會發(fā)生變化，lammps通過改變原子的速度對體系的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
nvt語法：
其中：
ID：fix語句ID標(biāo)識符
group-ID：原子組標(biāo)識
temp：溫度標(biāo)識
Tstart：初始溫度
Tstop：結(jié)束溫度
Tdamp：阻尼系數(shù)
Tstart、Tstop主要設(shè)置初始和結(jié)束溫度，Tdamp稱為阻尼系數(shù)，主要是控制溫度調(diào)節(jié)的幅度，在nvt系綜中，Tdamp一般設(shè)置為100*timestep。
3. npt（等壓等溫）
npt系綜保證體系的原子數(shù)量n、壓強(qiáng)p和溫度t保持不變。
npt系綜不僅進(jìn)行控溫，還進(jìn)行控壓。和nvt一樣，npt系綜通過調(diào)節(jié)原子速度調(diào)控溫度，不同的是，npt系綜下box的尺寸可以發(fā)生變化。
npt系綜通過改變box的尺寸調(diào)節(jié)壓力，比如，當(dāng)體系壓力超過設(shè)定值時，擴(kuò)大box尺寸降低壓力。
npt語法：
npt語法和nvt差不多，只不過多了Pstart Pstop Pdamp三個參數(shù)進(jìn)行壓力控制。
Pstart、Pstop分別為初始壓力、結(jié)束壓力，Pdamp壓力調(diào)節(jié)阻尼系數(shù)，通常為1000*timestep。
需要注意的是，npt在控壓方向上必須保證邊界條件為p，否則會出錯。
4. 選擇依據(jù)
在模擬的時候到底應(yīng)該選擇哪一個系綜，可能是初學(xué)者最頭疼的事了。
選擇系綜主要與模擬的體系、模擬的目的有關(guān)。
nve系綜是一個封閉的系統(tǒng)，與外界沒有能量交換，一般用于不需要控溫、體系內(nèi)能量相互轉(zhuǎn)換的模擬，比如石墨烯卷曲到納米棒。
在大多數(shù)模擬中，用nvt或者npt都可以。
以拉伸為例，使用deform進(jìn)行拉伸，系綜可以為nvt，也可以為npt，不過在npt下更有容易模擬泊松效應(yīng)。
使用velocity方式進(jìn)行拉伸，在拉伸方向只能為s邊界，使用nvt系綜更方便。
nvt和npt系綜也可以配合使用，比如，對于比較復(fù)雜的模型，可以先進(jìn)行nvt系綜下弛豫，然后再進(jìn)行npt系綜下的弛豫。
系綜的選擇沒有統(tǒng)一的規(guī)則，最好的方法是多讀文獻(xiàn)，相同的模擬環(huán)境下，看看文獻(xiàn)中用的是哪種系綜。
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總結(jié)
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