「失われた原子」のlammpsシミュレーションの理由と解決策

Reasons Solutions

lammpsシミュレーションプロセスで最も懸念されるのは、シミュレーションプロセスのエラーです。それらの中で、より一般的なエラーの1つは「失われた原子」であり、これはしばしば原子損失と呼ばれます。

通常の状況では、分子動力学シミュレーションにより、原子数が一定に保たれるようにする必要があります。

nve、nvt、およびnptアンサンブルの「n」はアトムの数です。これらのアンサンブルは、シミュレーションプロセス中に原子数「n」を変更しないでおく必要があることを明確にしています。原子数が減少すると、シミュレーションは中止され、「失われた原子」が表示されます。エラーメッセージ。

「失われた原子」エラーの主な理由は、積分プロセスで一部の原子によって取得された速度が大きすぎ、速度に基づいて計算された次のステップが大きすぎて、システムボックスの範囲を超えていることです。言い換えれば、速すぎる原子が箱から出して、「失われた原子」を引き起こしました。

原子速度が速すぎる理由は次のとおりです。

（1）モデル設定が不合理

一般的に、それは多原子モデリングに現れます。たとえば、グラフェン原子の層がAl原子の間に挿入されます。モデリング中のグラフェンC原子の位置が不合理であるため、Al原子とオーバーラップします。

積分中は、重なり合ったり近すぎたりする原子間の反発力が大きすぎるため、原子の速度が速すぎて箱から出して飛びやすくなります。

解決：
モデリングするときは、原子の配置に注意してください。近すぎるよりも少し遠い方が良いです。

モデリング後、minimizeコマンドを使用してシステムのエネルギーを最小化します。最小化コマンドは、力場を設定する必要はありません。システムをトポロジー的に最小化し、原子の重複する問題のほとんどを解決できます。

（2）境界条件の不当な設定

モデリングプロセスに問題がなく、原子の明らかな重なりがない場合は、それが境界条件の原因であるかどうかを検討してください。

たとえば、境界条件は固定f条件です。モデリング上の理由により、モデルの初期内部応力は比較的大きくなります。通常の緩和では、ボックスは拡張して内部応力を解放し、システムの平衡を達成する必要がありますが、固定境界条件ではボックスのサイズは変更されません。このとき、境界上の原子は箱から出して絞り出され、原子が失われます。

解決：

境界条件をsに変更し、緩和結果を確認します。ボックスがわずかに拡大され、ボックスの爆発的な拡張がない場合、それは基本的にこの種の問題です。ボックスの初期サイズを大きくすると、この種の問題を解決できます。
（3）不当な力場の設定

ボックスが「爆発」し、原子が完全に散乱している場合、ボックスのサイズを単純に拡大しても意味がありません。力場の設定が妥当かどうかを検討する必要があります。

力場は、原子間の力を表します。力場が不当に設定されていると、原子間の力の計算でエラーが発生する可能性があります。原子間の力は通常の値よりもはるかに大きく、原子も失われます。

解決策：力場を交換してください。

（4）シミュレーションのステップ長の設定が不合理です

上記の理由を取り除いた後も「失われた原子」が残っている場合は、タイムステップの設定が大きすぎるかどうかを検討し、ステップサイズを小さくしてみてください。

失われた原子のエラーメッセージが表示されたら、thermo_modify lost ignoreコマンドを追加してエラーメッセージをオフにし、プログラムを実行します。

ただし、これを行うことはお勧めしません。このコマンドは、プログラムの実行を強制するだけで、アトミック損失の問題を解決することはできません。プログラムは「ill」を実行し、誤った結果を得る可能性があります。

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