ysu007 发表于 2015-8-19 15:15:58

关于LAMMPS输出【Output】的问题【转】

关于LAMMPS输出【Output】的问题 http://simg.sinajs.cn/blog7style/images/common/sg_trans.gif转载▼



无论任何模拟,我们都是想从模拟中得到我们想要的数据【data】,然后分析这些数据,从而提取出相关的信息【MAYBE新的发现】,那么数据的输出是
必然的一道程序,下面谈谈LAMMPS软件是如何输出data。
LAMMPS中处理的输出数据主要分一下三个大的部分:
1.断点数据,这个主要是为了防止模拟过程中出现意外,比如实验室或机房突然断电,程序部分阶段有错误等等。
2.系统热力学量的输出,这些量一般是体系中各个原子的集体行为量,比如温度,压强等
3.单原子详细信息的输出,如我们想得到的轨迹文件

对应于上面的三大部分,LAMMPS设置了不同的命令,有些命令结合在一起实现相关的功能。

1.对于断点数据,原始数据,LAMMPS主要有一下命令进行数据的输入输出。read_data,read_restart【读入】,
restart,write_restart【输出】,如果能灵活运用这几个命令,会让你的模拟在突发事件下得到经济上的收获。其中命令里有两类通配
符,* 表示时间步,% 表示CPU编号。

2.全局热力学数据,也就是所谓的thermodynamic output,这些量是面向于系统的,而不是面向于某一类,某一组,原子的。一般是系统
宏观信息的数据。处理这些数据的命令主要有如下几个 thermo, thermo_modify, thermo_style[这个命令对于初学者要
认真研究和调试],还有相关的把单原子信息转换为【global quantities】的辅助命令:fix ave/time,fix ave/
spatial, compute reduce 这些命令可以自己设定输出的频率,文件名等等。thermo_style 和 compute/
fix/variable命令结合进行数据的处理和输出是个大学问,这个需要不断的调试才能熟练掌握。其实研究variable compute和少数
关于数据处理的fix可以节约你大量后期数据处理的时间。

3.单原子数据。相关命令主要有dump, dump_modify,undump.时刻牢记这些命令用于处理atom的数据对于你出现的错误就有敏感
性了,呵呵。

4。echo,print,fix print结合variable可以用于调试你的脚本,纠错。

5.秀个例子,用于输出setforce, group原子于其他相互作用力

#------------------------------------------------------------------------------------
fix                   3   tetras setforce 0.0 0.0 0.0
variable             fx   equal f_3
variable             fy   equal f_3
variable             fz   equal f_3
fix                   4 tetras print 1 "-- ${fx}   ${fy}   ${fz} --"
#------------------------------------------------------------------------------------
thermo               2
thermo_style         custom step f_3   f_3   f_3
#------------------------------------------------------------------------------------


以上由redream/一下是fc所写



关于output,手册4.15,曾粗略翻译过

除了restart文件,LAMMPS还有两种基本的输出。第一种是热力学输出,每隔一定的时间步就打印到屏幕和log文件的一列数。第二种是dump
文件,包括按照一定的频率写入文件的原子位置快照和各种per-atom数值。每个模拟打印一组热力学输出;可能生成任意数目的dump文件。如下所讨
论的,LAMMPS为你提供多种方式来决定当热力学信息和dump文件输出的时候,哪些量是需要计算和打印的。有3个fix命令可以按照用户选择的量执
行它们自己的输出:fix ave/time用来做时间平均,fix ave/spatial用来做空间平均,以及fix print。下面会详述。贯
穿这个讨论,用户要注意他们可以添加自己的compute命令和fix命令,通过这些命令定义自己的输出。

Thermodynamic output 热力学输出的频率和格式是由thermo、thermo_style、thermo_modify命令设置
的。thermo_style命令也指定了哪些数值需要被计算输出。可以指定预先定义的变量(例如press、etotal等等)。还可以指定三类
keyword(c_ID、f_ID、 v_name),分别由compute、fix、variable命令提供相应的数据。以下依次讲述。

在LAMMPS中,有两种类型的compute命令:一种计算global value(例如温度,压强张量)另一种计算per-atom
values。只有前者可以作为热力学输出。用户指定的compute命令的ID加上一个可选的下标作为thermo_style命令的一部分。例如
c_myTemp 输出由该compute得到的标量值;c_myTemp输出第2个矢量分量。注意compute reduce可以对per-
atom的量加和得到global标量和矢量。

fix命令可以生成由热力学输出的global scalar或vector,例如压头(indenter)与原子之间的相互作用能。这些数值可以通过
与前述compute命令同样的格式,如f_ID、 f_ID。至于哪个fix计算可通过热力学信息输出的global values请参阅见各
个fix的手册。
fix ave/time生成的时间平均的全局量可由热力学输出,例如按时间平均的压强。
可以在in文件中定义变量,除了atom style的变量之外,其它所有的变量都可以通过热力学信息输出,因为atom style的变量生成对应每
个原子的值。thermo_style通过v_abc的形式调用名为abc的变量。
跟equal style变量有关的公式,可以包含数学操作符、函数(例如x+y,x*y,(),sqrt,exp)、原子属性(例如x,fx
)、 group函数(例如mass(),vcm())、热力学量(如temp,press,vol)、compute命令得到的全局量、fix
命令得到的全局量、以及其它variable命令的相关变量。因此equal-style变量是定义由热力学信息计算和输出的变量的最普遍的方式。

Dump file output
dump文件输出由dump命令和dump_modify命令指定。有很多预先定义的格式,如dump atom、dump xtc等等。同样,有一种
用户指定输出各个原子的哪些属性的dump custom格式。可以指定预定义的keyword(如tag、x、fx)也可以指定另外三种
keyword(即c_ID、f_ID、v_name,分别由compute、fix、variable命令提供相应数值)。以下依次讲述。

compute命令生成一个或多个可被dump custom共享的per-atom values。这些compute命令的style中含有
atom字样,例如ke/atom、stress/atom等等。对于标量的per-atom value来说,可以使用c_myKE调用;对于矢量的
per-atom value的某个分量,可以使用c_myStress调用。

fix命令生成可输出到dump文件的per-atom values。例如,fix ave/atom命令计算每个原子属性值的时间平均,就像那些
per-atom compute命令以及atom-style variable。这些per-atom fix value可以被dump
custom命令通过跟上述处理compute命令同样的方式共享,例如f_myKE或者f_myStress。

variable命令可以在in文件中使用。只有atom-style变量可用于dump custom输出,因为只有它们生成per-atom
value。dump custom命令通过v_abc的形式引用名为abc的变量。

就像equal style变量类似,跟atom-style变量有关的公式,也可以包含数学操作符、函数(例如x+y、x*y、()、sqrt、
exp)、原子属性值(例如x、fx)、group函数(例如mass()、vcm())、热力学量(如temp、press、vol)、
compute命令得到的全局量、fix命令得到的全局量、以及其它生成全局量的非 atom-style变量。另外,atom-style变量可以引
用原子属性值向量(如x[]、fx[]等)、生成per-atom值的compute、生成per-atom值的fix,以及其它atom-style
变量。因此atom-style变量是定义由dump文件计算和输出的变量的最普遍的方式。

Fix output 三个用于输出的fix命令需要额外注意:fix ave/time、fix ave/spatial、fix print。

fix ave/time命令能够对任何全局量进行时间平均,例如那些输出的热力学信息。由用户指定一个或多个需要进行时间平均的物理量,可以是
compute命令得到的全局量、fix命令得到的全局量,或者非atom-style变量。因为变量可以涉及thermo_style custom
命令使用的keyword(例如temp或press),那么任何热力学量都可以按这种方法进行时间平均。
fix ave/time命令提供了控制如何进行时间积分的几个选项。它生成的结果可以按照如下两种方法使用。第一,可将结果直接写入一个文件,每个时
间步的值占一行。注意可以调节平均参数使得根本不做平均,而只是作为把期望的物理量直接输出到指定的文件的便捷方式。
就像其它生成全局量的fix一样,该fix的结果也可以作为其它任何可以共享全局量的命令的输入,例如thermo_style custom命令,或
者variable命令。

fix ave/spatial命令可以对per-atom量进行空间平均,类似dump文件输出,只不过后者相当于仅把simulation box
分为一层。per-atom量可以是密度(质量密度或数密度)或者原子的属性例如位置、速度、力,也可以使compute、fix、atom-
style variable计算的per-atom值。
fix ave/spatial命令提供了控制如何进行空间平均的几个选项。它得到的per-layer值可以按照如下两种方式使用。第一,直接将其写
入文件。注意可以调节平均参数使得根本不做空间平均,而只是作为把期望的物理量(1d layer内所有原子的相应值的求和)直接输出得到指定文件的便
捷方式。就像其它生成全局量的fix一样,该fix的结果也可以作为其它任何可以共享全局量的命令的输入,例如thermo_style custom
命令,或者variable命令。至于如何引用这些值,请参阅fix ave/spatial命令的手册说明。

fix print命令在模拟的过程中,定时性的生成写入屏幕和log文件或指定文件的一行输出。该行输出可以包括一个或多个变量值(非atom-
style变量),如前面已经解释过的,变量本身可以包括引用thermo_style命令的keyword、compute、fix或其它
variable命令生成的全局量。因此fix print命令是区别于正常的热力学信息输出或者dump文件输出,而输出任何期望得到计算的物理量的
方法。

以下这个表格概况了各种输出方法相关的命令,详述了它们的输入输出分别是什么,同样列出了调用它们完成输出的频率。一般来说,只要两个命令的输入输出相
匹配,那么这两个命令就可以承接使用。匹配是指输入输出频率以及global还是per-atom属性完全一致。

表格楼主已给出,不再重复秀个例子,用于输出setforce, group原子于其他相互作用力

#------------------------------------------------------------------------------------
fix                   3   tetras setforce 0.0 0.0 0.0
variable             fx   equal f_3
variable             fy   equal f_3
variable             fz   equal f_3
fix                   4 tetras print 1 "-- ${fx}   ${fy}   ${fz} --"
#------------------------------------------------------------------------------------
thermo               2
thermo_style         custom step f_3   f_3   f_3
#-----------------------------------------------------------------------------------


Alant 发表于 2015-9-6 08:04:29

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ysu007 发表于 2015-9-12 19:20:47

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