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lammps教程:velocity拉伸“拉不动”的原因探讨及解决方案


大家好,我是小马老师。

lammps常见的拉伸方法有两种:velocity拉伸和deform拉伸。

两种拉伸的原理不同,deform拉伸是通过调整box尺寸来重新设置原子位置,velocity拉伸通过固定一端不动、移动另一端的方式进行拉伸,从拉伸原理上看,velocity拉伸和拉伸实验更接近。

在实际模拟中,两种拉伸结果也不同,velocity也更容易出现“缩颈”,容易被拉断。

但velocity拉伸也有不足之处,拉伸变形不是均速的,特别是当拉伸速度比较小时,可能会有“拉不动”的现象。

lammps教程:velocity拉伸“拉不动”的原因探讨及解决方案_分子动力学模拟

曾经遇到过几例类似的案例,如SiC裂纹拉伸拉不动,设置拉伸速度后,裂纹仅仅扩大一点点就会闭合。

在聚乙烯/石墨烯拔出的案例中,拔出速度较小时,石墨烯无法从聚乙烯中拔出。

(1)原因分析

产生这种现象的主要原因是velocity命令仅设置原子的初始速度,原子速度被设定之后,velocity命令就不再起作用。

在模拟过程中,这部分原子的速度在系综的作用下会发生改变,原子速度较大时,这种改变可以忽略不计,原子初始速度较小时,这种速度的变化就显得比重较大。

如高速行驶的汽车轻踩刹车,速度会有所降低,但是总体速度还是挺快。如果是低速行驶的汽车,按同样力度踩刹车,可能车就停住了。

(2)解决方法

大部分情况下,velocity可以满足要求,当出现“拉不动”的现象时,可换一种速度设置方法,如fix move或fix addforce等命令。

设置fix move的原子不能再设其他系综,原子速度不会受到系综影响,能够保持匀速拉伸效果,基本能解决以上问题。

公众号:lammps加油站



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