LAMMPS学习札记（一）——安装篇

对“分子动力学”的认识最初来自于本科时的《计算材料学》课程。那时候就听说有个叫做LAMMPS的开源软件，可以实现分子动力学模拟。但是苦于安装困难，并没有继续深究。作为一个热爱折腾的人，没有深究这件事一直让我过意不去。

好在，时过境迁。今天的LAMMPS早已不是过去的LAMMPS，行云流水的安装进度让人止不住地鼓掌叫好。那么，究竟有多简单？

Windows 10系统上安装

在Windows上的安装，可以直接访问美国Sandia国家实验室地官网：https://lammps.sandia.gov/。进入Download界面，找到你所需要的Windows版本。说时候，网站导航不是一般的迷惑，很容易迷路，所以在这我给大家一个参考：关键词是Pre-built Windows executables，含义是已经编译好的Windows可运行程序（exe文件）。如果你是开发者的话，也可以选源代码，自己编译代码运行，灵活度更高。

下载下来一步步安装就好了。然后我们会收获一个文件夹。

好了，你没看错，我们什么都不需要配置，已经获得了一个可以输出有趣结果的LAMMPS程序了！需要在Linux编译，还有很多奇怪的参数需要配置的日子已经一去不复返了。

运行LAMMPS

正确的文件夹

我们可以跑个demo（示例）试试。记住以下路径：

当前目录（即LAMMPS根目录）/Examples/colloid

这就是一个简单的colloid示例所在的项目位置。LAMMPS启动的方式很GEEK：先进入以上文件夹（colloid），右键单击后，选择在此处打开Powershell（cmd也可以，俗称小黑框）：

输入ls，可以显示当前文件下下的文件：

PS D:\Program Files\LAMMPS 64-bit 27Feb2020\Examples\colloid> ls                                                        

    目录: D:\Program Files\LAMMPS 64-bit 27Feb2020\Examples\colloid


Mode                LastWriteTime         Length Name
----                -------------         ------ ----
-a----        2020/2/28      5:21           1117 in.colloid

或者输入dir（cmd中没有ls命令）：

PS D:\Program Files\LAMMPS 64-bit 27Feb2020\Examples\colloid> dir                                                       

    目录: D:\Program Files\LAMMPS 64-bit 27Feb2020\Examples\colloid


Mode                LastWriteTime         Length Name
----                -------------         ------ ----
-a----        2020/2/28      5:21           1117 in.colloid

可以看到文件夹里有一个叫做in.collide的文件。这便是LAMMPS的输入文件了。更改输入文件，我们可以实现不同模型的计算。对原子/分子结构和坐标还可以用data文件定义，我们之后再进行讨论。

一定要进入有in.collide文件的文件夹，要不然下一步操作是无效的。

正确的运行

接下来输入一个简单的命令lmp_serial -i in.collid（这是最重要的）：

PS D:\Program Files\LAMMPS 64-bit 27Feb2020\Examples\colloid> lmp_serial -i in.collid

如果出现下列状态，恭喜你，运行成功了。

知其然，还要知其所以然。这命令是什么意思呢？

我试着查了一下，输入lmp_serial -h（-h参数常做help使用）：

PS D:\Program Files\LAMMPS 64-bit 27Feb2020\Examples\colloid> lmp_serial -h                                             
Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator - 27 Feb 2020

Usage example: D:\Program Files\LAMMPS 64-bit 27Feb2020\bin\lmp_serial.exe -var t 300 -echo screen -in in.alloy

List of command line options supported by this LAMMPS executable:

-echo none/screen/log/both  : echoing of input script (-e)
-help                       : print this help message (-h)
-in filename                : read input from file, not stdin (-i)

OK，我们这里的lmp_serial是串行（serial）的版本的LAMMPS；-i的意思是”read input from file“，即从in文件中读取关于LAMMPS运行的一切模型和参数；最后接上in文件的名字in.collid，就大功告成了。

对应串行运行命令lmp_serial的是并行运行命令lmp_mpi。如果在计算中心进行模拟，多是并行多核计算。

写在后面

博主发现LAMMPS这个软件本身很强大好用，可用于较多现象的模拟，但在国内的应用却并不多，相关资料更是极其缺乏（即使是收费资料）。博主自己琢磨的过程走了很多跟科学无关的弯路，在这里记录下来，希望大家使用的时候都能少走弯路。

到此为止我们已经能够让LAMMPS正常运行了。下次我们的主题将会是如何掌握程序的输入输出，实现脚本调试。而怎么让LAMMPS根据物理规律和我们的意图正确运行，将是我们下下次的讨论的主题。Love and peace。