大家好，我是小馬老師。
本文介紹lammps模擬薄膜過濾相關的模擬方法，如建模、加壓、薄膜空隙率影響等等相關技術。
大約用三篇文章介紹整個模擬過程，本文為第一期建模部分。
案例參考自Simon Gravelle，本文稍作修改，并對代碼部分進行詳細解釋，供初學者參考。
模型如下圖所示：

整個模擬體系一共包含5種原子，對應的類型分別為：
type 1：紅色，左側活塞墻
type 2：藍色，中間薄膜
type 3：黃色，右側活塞墻
type 4：紫色，溶液原子
type 5：綠色，溶質原子
（1）模型基本設置
模擬過程中，x方向需要設置活塞墻移動加壓，因此，x方向為收縮邊界，y和z方向為周期性邊界。
單位為lj約化單位，原子類型為atomic。

boundary s p p units lj atom_style atomic

（2）創建模擬盒子
活塞和薄膜的晶格類型為fcc，晶格常數為1，以這個晶格參數創建box區域，設定box內含有5種原子。

lattice fcc 1 region simulation_box block -50 50 -15 15 -15 15 create_box 5 simulation_box

（3）創建5個區域
使用region block命令創建5個長方體區域，INF表示無窮大，在此可以理解為盒子邊界。

region piston_left block -49 -48 INF INF INF INF region fluid_left block -45 -2 INF INF INF INF region membrane block -0.25 0.25 INF INF INF INF region fluid_right block 2 45 INF INF INF INF region piston_right block 48 49 INF INF INF INF

（4）填充原子
分別在第3步創建的區域內填充不同類型的原子，前3種按fcc晶格填充

create_atoms 1 region piston_left create_atoms 2 region membrane create_atoms 3 region piston_right

第4和5種原子隨機填充，random后面2個數字分別表示原子個數和隨機數種子seed，最后一個參數為填充區域。
隨機數種子可以隨便選一個正整數，不同的隨機種子可產生不同的隨機狀態。

create_atoms 4 random 5000 654514 fluid_left create_atoms 4 random 4500 654514 fluid_right create_atoms 5 random 500 424514 fluid_right

（5）力場設置
力場為lj/cut，截斷半徑2.5。

#勢函數設置 mass * 1 pair_style lj/cut 2.5 pair_coeff 1*3 1*3 1.0 1.0 # solid-solid pair_coeff 4 4 1.0 1.0 # solvent-solvent

增大type 5的第一個參數可增加原子間作用力，增大第二個參數可等效認為增大type 5原子半徑。

pair_coeff 5 5 2.0 3.0 # solute-solute pair_coeff 1*3 4 0.8 1 # fluid-solvent pair_coeff 1*3 5 0.1 3.0 # fluid-solute

（6）能量最小化

#模擬輸出 dump mydmp all atom 1 dump.lammpstrj thermo 10 #能量最小化 minimize 1.0e-4 1.0e-6 1000 10000 write_data data.lammps pair ij

隨機產生的原子容易造成原子重疊，因此，在弛豫前應該進行能量最小化，防止原子因間距過小造成模擬計算出錯。
能量最小化完成后保持data文件，此data文件作為弛豫過程的輸入文件。

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公眾號：lammps加油站

總結

以上是生活随笔為你收集整理的lammps教程：薄膜渗透过滤模拟（1）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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