lammps输出RDF（径向分布函数）详解及示例教程

原创一直陪着你的 LAMMPS交流站 2021-10-18 11:40

收录于话题#lammps案例16个内容

大家好，小编最近的课题需要输出RDF（径向分布函数），小编就去lammps官网及网络查找了如何用lammps输出RDF，小编就把自己学到的用法在这里跟大家分享，也算是小编学习过程中的一个笔记。

本教程也是小编现学现卖，不足之处请各位指出，希望能给读者提供一定的帮助，读者可结合实际需求，同时希望专业前辈提出不足，小编会和大家共同学习。

RDF介绍

1.径向分布函数概念

在统计力学中，多粒子系统（原子、分子、胶体……中，径向分布函数（又称对关联函数）描述粒子密度作为距参考原子的距离的函数如何变化。

如果给定粒子当做原点，体系平均粒子数密度为 ρ=N/V，则距原点为r处的局部时间平均的密度为 ρ*g(r) 。这是对均匀的各向同性系统的简化定义。

简言之，这是对于距参考粒子距离为r处找到粒子的相对概率的测量，参考态是理想气体。一般的算法是计算在距参考原子 r 到 r+dr 这样的壳层里有多少粒子。

RDF的定义的定义式如下：

式中，V为系统的个数，N为系统中的粒子数,n(r)为纳米粒子半径dr处厚度下的原子数。

2.径向分布函数意义

径向分布函数通常用g(r,r')来表示。对于 |r-r'| 比较小的情况，g(r,r') 主要表征的是原子的堆积状况及各个键之间的距离。对于长程的性质，由于对于给定的距离找到原子的几率基本上相同，所以g(r,r')随着|r-r'|的增大而变得平缓，最后趋向于恒值。通常定义 g(r,r')时，归一化的条件为 |r-r'| 趋向于无穷大时，g(r,r') 趋向于一。通常，对于晶体，由于其有序的结构，径向分布函数有长程的峰，而对于非晶物质（amorphous matter），则径向分布函数一般只有短程的峰。

径向分布函数通常被用来描述原子有序性及描述电子的相关性（指的就是给定一个电子，其他电子在此电子周围出现的几率），也就是在RDF图中，峰所在位置就是电子出现概率大的位置。

官网用法

我们在lammps官网可以看到输出RDF的具体语法

compute ID group-ID rdf Nbin itype1 jtype1 itype2 jtype2 ... keyword/value ...fix ID group-ID ave/time Nevery Nrepeat Nfreq value1 value2 ... keyword args ...

举例：

compute 1 all rdf 100compute 1 all rdf 100 1 1compute 1 all rdf 100 * 3 cutoff 5.0compute 1 fluid rdf 500 1 1 1 2 2 1 2 2compute 1 fluid rdf 500 1*3 2 5 *10 cutoff 3.

在compute rdf命令中，Nbin为统计量（样本量），数越多可能曲线会越光滑（一般200-500）；itype1是径向分布函数的中心原子， jtype1是被统计的原子。

在fix ave/time命令中，Nfreq必须是Nevery的整数倍，

Nevery

必须是非零。用compute rdf命令时，value1、value2 ... 为c_ID[1]，c_ID[2]，c_ID[3]，输出结果按列依次为序号，c_ID[1]为group到原点的距离，即x轴，c_ID[2]为g( r )，c_ID[3]为coor( r )，即 g( r )的积分，也就是输出的数据以c_ID[1]为横轴，以c_ID[2]或c_ID[3]为纵轴，就可以得到某一时刻的RDF曲线。

例如以下命令可用于输出每1000步的rdf值，在截断半径范围内，距离被分成200段：

compute rdf all rdf 200 2 6  #rdf       fix rdf all ave/time 1000 1 1000 c_rd1[1] c_rd1[2] c_rd1[3] file data.rdf mode vector

代码示例

本文将之前做的一个案例CuNi合金熔化模拟过程的1550K-2500K升温过程的RDF输出，添加的代码为：

compute rdf all rdf 200fix saverdf all ave/time 100 100 10000 c_rdf[1] c_rdf[2] file data.rdf mode vector

完整in文件如下：

#lammps交流站案例
units           metal
boundary        p p patom_style      atomicread_data  melting.in.datlattice         fcc 3.65
region          box block -30 30  -5 5 -5 5
#create_box      1 box
#create_atoms  mass            1  64.55
mass            2  58.69 pair_style      eam/alloy
pair_coeff      * * CuNi.lammps.eam Cu Niregion          1 block INF -0.01  -6 6  -6 6
group           left region 1
region          2 block -0.01 INF  -6 6 -6 6
group           right region 2timestep        0.002
velocity        all create 1550.0 4928459 dist gaussian
fix             1 all npt temp 1550 1550 0.1 iso 0 0 0.2dump            melt all atom 10000 dump.dat
#dump            melt all custom 1000 dump.atom.slow tag type xu yu zu vx vy vz  sxx syy szz
restart         50000  restart.*thermo          100
run             4000#thermo_style    custom step temp etotal pe press vol pxx pyy pzz pyz pxz pxyunfix   1
fix             1 right npt temp 1550 2500 0.1 x 0 0   0.2
#1.输出rdf
compute rdf all rdf 200
fix saverdf all ave/time 100 100 10000 c_rdf[1] c_rdf[2] file data.rdf mode vector
run             2000unfix   1
fix             1 right npt temp 2500 1550 0.1 x 0 0   0.2run             44000unfix           1
fix 1     all nph iso 0.0 0.0 0.2
run             500000

最后，用记事本打开生成的data.rdf文件，用里面的数c_rdf[1]及 c_rdf[2]绘图，就可以得到如下的RDF曲线。

注意

1.文中所需的data文件及势文件已上传至QQ群-lammps交流站。

更多案例请关注lammps交流站

LAMMPS交流站

lammps输出RDF（径向分布函数）详解及示例教程相关推荐

lammps输出MSD（均方根位移）详解及示例教程
[lammps第十五讲]lammps输出MSD(均方根位移)详解及示例教程原创一直陪着你的 LAMMPS交流站 2021-10-23 11:45 收录于话题 #lammps21个内容 #lammp ...
Java 10 var关键字详解和示例教程
\ 关键要点 \\ Java 10引入了一个闪亮的新功能:局部变量类型推断.对于局部变量,现在可以使用特殊的保留类型名称"var"代替实际类型.\\t 提供这个特性是为了增强Jav ...
linux输出文件没有找到,Linux环境下标准输入、输出、错误信息详解
Linux环境下标准输入.输出.错误信息详解下面我们介绍在Linux环境下标准输入.输出.错误设备.标准输入设备代号为0, 用来显示输入信息,标准输出设备代号为1,用来显示正常信息,标准错误设备代号 ...
31.进程管理之进程概览，及ps命令详解，ps -ef,ps aux,ps -le,ps -l输出详解和示例
本小章讲解进程管理中的进程概览和作用,及ps命令详解,ps -ef,ps aux,ps -le,ps -l的输出详解和示例文章目录进程概览什么是进程和程序进程管理的作用进程启动方式僵尸进程 ...
Java基础【之】输出一个菱形（详解）
Java基础[之]输出一个菱形(详解) 代码示例 <目录:Java渐进式学习> <目录:Java设计模式> <目录:从零手写Tomcat> 代码示例 public ...
运动控制器PSO位置同步输出(二):PSO模式详解
本节我们主要去讲解一下多种PSO模式原理和使用的讲解,用户可根据实际需求灵活选择触发模式. 一.硬件说明硬件选型的首要要求是支持PSO功能,再分析PSO的应用场合和轴数等选择具体的型号.本例以ZMC ...
java注解源码_详解Java注解教程及自定义注解
详解Java注解教程及自定义注解更新时间:2016-02-26 11:47:06 作者:佚名我要评论(0) Java注解提供了关于代码的一些信息,但并不直接作用于它所注解的代码内容.在这个 ...
MySQL隔离级别--未提交读，提交读，可重复读，序列化--详解(有示例)
原文网址:MySQL隔离级别--未提交读,提交读,可重复读,序列化--详解(有示例)_IT利刃出鞘的博客-CSDN博客简介本文介绍MySQL的事务隔离级别的含义,并用示例说明各个 ...
yolov5——detect.py代码【注释、详解、使用教程】
yolov5--detect.py代码[注释.详解.使用教程] yolov5--detect.py代码[注释.详解.使用教程] 1. 函数parse_opt() 2. 函数main() 3. 函数ru ...

lammps输出RDF（径向分布函数）详解及示例教程

lammps输出RDF（径向分布函数）详解及示例教程相关推荐

最新文章

热门文章