LAMMPS
概况
LAMMPS (“Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator”,大尺度原子/分子并行模拟工具)是由桑迪亚国家实验室开发的一套分子动力学模拟的开源程序包。LAMMPS最初为一美国政府与私人机构合作项目,由美国能源部与另外三所私有企业实验室合作开发。目前由桑迪亚国家实验室负责维护和发布。LAMMPS当前使用C++编写,早期版本使用Fortran77以及Fortran90。在材料体系的模拟中应用非常广泛,同时也支持生物分子模拟。
主要功能
- 支持多种粒子类型,可用于原子、聚合物分子、生物分子、金属、颗粒等类型系统的模拟。
- 支持多种力场,包括多种多体势函数。
- 支持三种可极化模型:QEq, core/shell model, Drude dipole model
- 支持多种粗粒化模型:DPD, GayBerne, REsquared, colloidal, DLVO
- 兼容多种常见力场:CHARMM, AMBER, DREIDING, OPLS, GROMACS, COMPASS
- 支持刚体动力学积分。
- 支持rRESPA多步长积分。
- 支持多种增强采样算法:parallel replica dynamics,temperature accelerated dynamics,parallel tempering
- 通过MPI和空间区域分解支持并行模拟。
- GPU (CUDA and OpenCL), Intel Xeon Phi, and OpenMP 支持常用功能。
- 可编译为库,通过库API或Python API调用。
特色
- LAMMPS对分子动力学中的单元粒子、相互作用、积分器等关键组分进行了抽象,并暴露了对各组分进行灵活配置的API。基于这样的抽象,LAMMPS实现了异常丰富的对粒子类型和力场的支持,模拟对象不限于某一门类的体系,应用相当广泛。
- 同样是基于上述抽象,结合C++的模块化特性,LAMMPS代码具有很强的功能可扩展性。用户通过对几个主要基类的继承可以很容易地对分子动力学框架下的各个组分进行定制,从而实现新的原子类型(atom style)、相互作用类型(bond style)、计算量(compute style)、积分器(fix style)等。
其他
- 往往需要其他工具进行建模和前处理。对于单纯生物体系的模拟相较其他更有针对性的软件而言不是很方便。
- https://zh.wikipedia.org/wiki/LAMMPS
- http://lammps.sandia.gov/features.html
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