in文件注意事项及详细解释

lammps做分子动力学模拟时，需要一个输入文件（input script），也就是in文件，以及关于体系的原子坐标之类的信息文件（data file）和势文件（potential file）。lammps在执行计算的时候，从这个in文件中读入命令，所以对LAMMPS的使用最主要的就是对in文件的编写和使用。

下面是in文件书写方面的注意事项以及对4个模块的详细解释，原文来源于百度文库：

http://wenku.baidu.com/view/152b56906bec0975f465e26a.html?re=view

由RCWDliwei于2014年4月13日上传。在转载并重新编排之前对原文作者表示致谢。

  1、lammps命令分类整理

Initialization	atom_modify, atom_style, boundary,dimension, newton, processors, units
Atom definition	create_atoms, create_box, lattice, read_data, read_restart, region, replicate
Force fields	angle_coeff, angle_style, bond_coeff, bond_style, dielectric, dihedral_coeff, dihedral_style,improper_coeff, improper_style, kspace_modify, kspace_style, pair_coeff, pair_modify, pair_style, pair_write,special_bonds
Settings	communicate, dipole, group, mass, min_modify, min_style, neigh_modify, neighbor, reset_timestep, run_style, set, shape, timestep, velocity
Fixes	fix, fix_modify, unfix
Computes	compute, compute_modify, uncompute
Output	dump, dump_modify, restart, thermo, thermo_modify, thermo_style, undump, write_restart
Actions	delete_atoms, delete_bonds, displace_atoms, displace_box, minimize, run, temper
Miscellaneous	clear, echo, if, include, jump, label, log, next, print, shell, variable

 2、命令书写注意事项

1. 每一非空行都被认为是一条命令（大小写敏感，但极少有命令或参数大写的）。
2. 各命令的顺序可能会对计算产生影响，但大部分情况下不会有影响。
3. 每行后的“&” 表示续行（类似fortran）；“#”表示注释（类似bash）。
4. 每行命令中的不同字段由空格或者制表符分隔开来，每个字段可以由字母、数字、下划线、或标点符号构成。
5. 每行命令中第一个字段表示命令名，之后的字段都是相关的参数。
6. 很多命令都是在需要修改默认值的情况下才特别设置的。

 3、in文件4个部分的详细解释

       3.1   Initialization

这一部分包含了关于计算体系最基本的信息，例如：

• units: 单位系统(units style)，lammps现在提供包括lj、real、metal、si和cgs几种单位系统；
• dimension: 定义了两维或者三维模拟（默认是三维）；
• boundary: 定义了分子动力学体系使用的边界条件，例如周期性边界条件或者自由边界条件等；
• atom_style: 定义模拟体系中的原子属性，这一命令与力场设置的参数中的原子类型（atom type）不同；
• pair_style: 相互作用力场类型，例如范德化势或者硬球势等；
• bond_style: 键合相互作用势类型；
• angle_style: 键角作用势类型；
• dihedral_style: 二面角作用势类型；
• improper_style: 混合作用势类型；

  还有其它一些参数设置，例如newton,
  processors,boundary, atom_modify等，可查阅lammps官网。

3.2   Atom definition

lammps提供3种定义原子方式：

1. 通过read_data或read_restart命令从data或restart文件读入，这些文件可以包含分子拓扑结构信息，这一方法在续算上也很有用。
2. 按照晶格的方式创建原子，这种方式不包含分子拓扑信息，可能会用到如下的一些命令：lattice, region, create_box, create_atoms。
3. 对已经设置好的原子可以用replicate命令复制后生成一个更大规模的计算体系（注意它与周期性边界条件是两个不同的概念）。

      3.3   Settings

原子或分子的拓扑信息定义好后，就需要制定一系列的设置，例如力场系数、模拟参数、输出选项等。

力场系数可以通过这样的一些命令来定义：pair_coeff, bond_coeff, angle_coeff, dihedral_coeff, improper_coeff, kspace_style, dielectric, special_bonds等。实际上力场系数也可以在关于体系的原子坐标之类的信息的文件（data file）中制定，这样具体参考read_data命令的相关介绍。

模拟参数可以由如下这样一些命令来设置：neighbor, neigh_modify, group, timestep, reset_timestep, run_style, min_style, min_modify等。模拟过程中通过compute, compute_modify, variable等一些命令来制定。

输出选项可以由thermo, dump, restart等一些命令来设置。

       3.4   Run a simulation

通常run命令被设置在in文件的最后，使用run命令来开始一个分子动力学模拟的过程。另外，使用minimize命令来实施能量最小化计算，使用temper命令来进行复制品交换采样模拟。

关于LAMMPS计算前后的处理问题，计算前的原子初始形态文件的生成，由read_data读入一个data文件，这个文件包括体系中各个原子的xyz坐标等等相关参数，或者由其他软件生成并修改后符合LAMMPS的输入文件格式生成。而计算后的输出，因为LAMMPS不支持图形输出，需要借助第三方可视化软件实现，例如VMD。LAMMPS的输出文件主要可以分为三种：

一种是log.lammps，这里面记录了整个计算过程屏幕上显示的所有信息，可由thermo、thermo_modify等命令控制；

另一种是输出应力、能量、原子位置、速度等等信息，由dump命令控制输出文件；

第三种是断点续算的restart文件输出信息，由write_restart命令控制。