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LAMMPS讲解23-建模和后处理软件概述本节介绍了包装 LAMMPS 的商业和免费软件，为开发模型、运行仿真和分析结果提供了一个用户友好的环境。 Materials Design, Inc. 开发了MedeA®，这是一种原子模拟和建模环境，可提供与LAMMPS一起使用的生产力、模型构建和分析工具。MedeA®使用流程图简化了LAMMPS模拟。生成的LAMMPS模拟很容易在同事之间共享、编辑以供将来重复使用，并且可以由LAMMPS专家进行定制。 使用MedeA®，可以使用各种晶体系统方法构建原子模型，并使用MedeA®非晶和热固性构建器，这是为LAMMPS创建输入的工具。它们还为预测机械性能提供了经过验证的方法，包括基于LAMMPS模拟的弹性常数、扩散率、传输性能和内聚能。MedeA®还有助于管理用于模拟有机、无机和金属系统的力场；材料设计团队在为有机和金属系统开发精确力场方面拥有良好的记录。 Scienomics公司开发了一个LAMMPS接口，作为其材料和工艺模拟 (MAPS) 平台的一部分，该平台允许LAMMPS新手和专家快速有效地创建LAMMPS输入文件-用于原子模拟和DPD模拟。Scienomics为 LAMMPS用户提供完整的电话和电子邮件支持。MAPS中的LAMMPS插件还允许用户为LAMMPS创建输入文件，对LAMMPS模拟的输出进行可视化和分析。MAPS也有许多力场可供选择（用于原子建模和粗粒度建模）与 LAMMPS。他们还有一个名为Amorphous Builder和Crosslink Builder的工具，可用于为LAMMPS创建输入几何图形，以及用于分析ReaxFF模拟结果的工具和其他强大的功能，用于计算弹性属性、结构属性、传输属性等关键属性. MAPS是一个综合性的软件平台，结合了构建-模拟-分析的工作流程。这使用户能够以高效和无缝的方式对复杂材料系统进行建模，从包括LAMMPS在内的一系列仿真引擎中进行选择以对过程进行建模，并分析输出以提取许多属性，例如机械、热、传输、流变等. 有关所有这些工具和服务的更多详细信息，请参见Scienomics网页。 由Sergei Shenogin伦斯勒纳米技术中心）开发。该软件对非商业用户免费。 XenoView是基于Windows的分子动力学模拟软件。它的界面为从头开始构建结构提供了广泛的工具。此外，您可以从多种格式（例如PDB格式）导入结构。 键可以自动定义，力场可以自动分配。XenoView可以导出可在LAMMPS中用于大规模模拟的数据文件和输入脚本。有关详细信息，请参阅XenoView主页。 atomman 工具是由NIST的Lucas Hale开发的开源（免费）软件。它是一个用于与大规模原子系统交互的Python包。它允许用户完全从Python中准备、运行和分析MD模拟。 l 允许对数百万个原子进行高效和快速的计算，每个原子都有许多自由定义的每个原子属性。 l 生成包含缺陷的原子系统，例如点缺陷和位错单极子。 l 用于缺陷分析的内置函数，例如滑移向量和 Nye 张量。 l 直接从 Python 调用 LAMMPS 并立即检索结果数据或 LAMMPS 错误语句。 l 轻松将系统与 ASE 和 PyMatGen 的其他 Python 原子环境相互转换。 l 可以加载基于 CIF 晶体结构文件、POSCAR 和 LAMMPS 原子和转储文件的系统。 l 内置单位转换工具。 l 独立于平台：适用于 Linux、Windows 和 Mac。 LOOS = Lightweight Object-Oriented Structure analysis library LOOS是一个用于分析分子动力学模拟的软件包。 它与包无关、开源，可在所有主要的Linux发行版以及OSX上运行。它分发了大约150个预打包的分析工具，范围从标准任务（轨迹操作、主成分分析等）到新工具（评估模拟收敛、测量膜和膜蛋白的特性）。 此外，它专为快速开发新的分析工具而设计，尤其是在使用Python包装器时。LOOS可从https://github.com/GrossfieldLab/loos下载 Freud = analysis library for post-processing MD and MC data Freud是一个Python库，由Sharon Glotzer的小组（密歇根大学）开发和支持，它提供了一套简单、灵活、强大的工具，用于分析从分子动力学或蒙特卡罗模拟中获得的轨迹。 高性能、并行化 C++ 用于计算标准工具，例如径向分布函数、相关函数、阶参数和聚类，以及包括平均力和扭矩 (PMFT)势和局部环境匹配在内的原始分析方法。freud库支持多种输入格式和输出NumPy数组，支持与许多典型材料科学工作流程的科学Python生态系统集成。 教程：g(r) 分析 文档：https://freud.readthedocs.io 源代码：https://github.com/glotzerlab/freud Molecular Builders 要模拟分子系统，LAMMPS要求您输入分子拓扑结构（键、角、二面体等列表）以及适合您的模型的力场系数。因此，构建分子系统的任务是一个预处理步骤，并且本身可能是一项复杂的任务。 本节介绍有助于自动化此过程的工具。 一般来说，封装可以从键拓扑推断角度、二面角和不正确的相互作用。 他们有生成分子几何的命令。他们可以从PACKMOL和其他PDB文件生成器生成的文件中读取坐标。 由位于verizon.net的't Veld (BASF)的Pieter J.开发和维护。 增强型Monte Carlo或简称EMC为使用COMPASS、CHARMM、OPLS、Martini、DPD或胶体力场创建和操作粒子模拟的输入结构提供了环境。为此，脚本语言管理对其功能的访问。当前版本通过SMILES字符串提供对分子或粗粒度结构的操作，在需要时为选定的力场键入这些结构，并应用蒙特卡罗原理构建构象以不重叠原子。EMC提供LAMMPS、PDB和XYZ格式的输出端口。可以在montecarlo.sourceforge.net上找到适用于Linux、MacOS或Windows的编译版本。 由Andrew Jewett (UCSB) 开发和维护。 该工具与 LAMMPS 一起在tools/moltemplate目录中分发。有关更多详细信息，请参见该目录和moltemplate主页。 Moltemplate专为构建粗粒度生物分子模型而设计。Moltemplate可以同时创建：lammps DATA文件（包含几何和拓扑）和lammps INPUT脚本（包含力场、修复和组）。与其他转换工具生成的文件不同，moltemplate允许用户访问 LAMMPS中可用的所有力场。用户可以将分子保存为moltemplate紧凑、可读的模板文件格式（“.LT”），并与他人共享。分子可以用作更大分子的构建块。 “罐装”力场（例如 Dreiding、GAFF、TraPPE 和用户创建）也可以（原则上）以这种格式保存并稍后应用于分子。 分子可以被复制、组合和链接在一起以定义新分子。（这些可用于定义更大的分子。支持无限级别的对象组合、嵌套和继承。）一旦构建，可以自定义单个分子和子单元（原子和键，以及子单元可以移动、删除和替换）。 由Axel Kohlmeyer（Temple U开发和维护。 有关详细信息，请参阅 TopoTools 主页。 Topotools是一个分子生成器，它利用VMD和TCL的强大功能创建lammps DATA文件并将它们转换为其他格式或从其他格式转换。Topotools有两个组件：一个可以提取和操作拓扑信息的中间件脚本，以及在它之上构建的几个高级应用程序，例如可以使其能够读取/写入数据文件、复制和合并系统。 与VMD一起，topotools可以从PDB文件、PSF文件和原子对距离推断拓扑结构，使蛋白质溶剂化。 InterMol a conversion tool for molecular dynamics simulations IntelMol是用Python编写的，可以在InterMol中本地进行 Desmond<=>Gromacs<=>Lammps转换；AMBER->X 是通过将AMBER 转换为 GROMACS，然后使用ParmEd 转换为其他程序来执行的。AMBER->CHARMM 由ParmEd直接执行。 作为开源项目开发和维护。有关详细信息，请参阅 Avogadro 主页。 Avogadro是一款先进的分子编辑器和可视化工具，专为计算化学、分子建模、生物信息学、材料科学和相关领域的跨平台使用而设计。 它提供灵活的高质量渲染和强大的插件架构。 作为开源项目开发和维护。有关详细信息，请参阅 Packmol 主页。 Packmol通过在定义的空间区域中包装分子来创建分子动力学模拟的初始点。包装保证短程排斥相互作用不会破坏模拟。 作为开源项目开发和维护。有关详细信息，请参阅 Atomsk 主页。 Atomsk旨在创建、操作和转换原子系统。它支持多种文件格式，其中包括 LAMMPS文件格式，还支持VASP、Quantum Espresso、IMD、DL_POLY、Atomeye CFG格式或xCrySDen XSF格式，可以轻松转换文件以进行从头计算、经典势模拟或可视化。 此外，atomsk还可以对原子位置进行一些简单的变换，如旋转、变形、插入位错。 OCTA是一个开源软件包，由模拟引擎（分子动力学、流变模拟、自洽场理论、有限元方法等）和用于建模软物质系统的GUI（可视化、简单分子构建器和分析工具）组成。 OCTA还为多种模拟器的协作使用提供了环境，即多物理场和多尺度模拟。 LAMMPS和COGNAC（MD 引擎）文件之间的转换程序也包括在内。此功能使LAMMPS用户能够使用OCTA GUI并结合其他理论（如 SCFT）运行经典的MD模拟。 通过使用商业版本的J-OCTA，还可以进行全原子和粗粒度MD的复杂分子构建。 Molecular Simulation Design Framework (MoSDeF) MoSDeF提供了一组可扩展的Python工具，旨在促进使用分子模拟对软物质系统进行初始化、原子分型和筛选。 Automated Topology Builder (ATB) and Repository - molecular topology building blocks for organic molecules ATB项目由Alan E. Mark教授（澳大利亚昆士兰大学）领导；ATB网站上有一份其他贡献者的列表。 ATB以与LAMMPS和其他分子动力学软件包兼容的格式提供有机分子的拓扑文件。LAMMPS拓扑文件支持使用moltemplate工具（随LAMMPS分发）构建复杂系统。Moltemplate允许结合力场参数和分子模板文件来构建复杂的系统，从而实现类似于在生物分子MD模拟包（例如GROMOS、AMBER、CHARMM等）中构建系统拓扑的工作流程。 ATB 站点为各种分子（> 20,000并且还在增长）提供拓扑结构。可以使用基于名称或化学式的内部搜索工具并从结果列表中选择分子来找到分子。一旦进入感兴趣分子的页面，您可以选择“Molecular Dynamics (MD) Files”并选择“LAMMPS”作为输出“格式”如果数据库中不存在分子，可以通过提交新的要处理的分子。 Data Sites 本节列出了提供可与LAMMPS一起使用的数据的WWW站点。例如，原子配置，可用于初始化LAMMPS模拟的模型。或者使用LAMMPS完成的计算存档，可以浏览以获取物理或模型。 JARVIS database for MD potential calculations on DFT geometries JARVIS for force-fields (JARVIS-FF)是一个高通量计算数据库，用于对具有各种力场/原子间势的密度泛函理论 (DFT)优化的几何结构进行LAMMPS计算。 该项目的目标是通过网络界面为评估力场提供一个简单的查找表，并提高数据的可重复性。JARVIS-FF是美国国家标准与技术研究院 (NIST)材料基因组计划(MGI)的一部分。 Orsi group at Queen Mary University of London Mario Orsi的小组为各种水系统（不同的力场）收集了很好的LAMMPS输入脚本和数据文件。他们也在为蛋白质和脂质膜系统添加文件。
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