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LAMMPS讲解56-润湿使用MS建立基底+基底液滴合并本期是润湿系列教程的第三期,主要讲解使用MS建立基底,并与上期使用Packmol建立的液滴合并,导出之后即可进行下一步操作,即模拟。 MS建立基底 在实际的模拟,基底常常会有不同的结构,使用atomsk可以轻易得到,我们在这里不讲解关于atomsk的操作。假设基底具有为原子级光滑的表面,首先需要得到基底的晶胞坐标,也可以直接下载晶胞的结构文件,然后在MS中进行扩胞,得到需要的尺寸即可,在此我们采用后一种方法。 假设润湿过程为:纳米水液滴在铜基底上润湿,所以我们先得到铜的cif文件,可从以下网址获取: http://rruff.geo.arizona.edu/AMS/amcsd.php 在Mineral一栏中输入:copper,然后点击search即可
得到结果如下图所示,有14个搜索结果,都大同小异,我们选择第一个结果,点击下载CIF data即可。
使用MS打开下载的cif文件,点击如图所示的小立方体,就可知晶胞的参数,三个长度数据和三个角度数据,此案例中a=b=c,三个角度均为90度。 我们假设润湿模拟中基底的a、b方向长度为50*晶胞棱长,c方向为3*晶胞棱长,所以需要对该模型进行扩胞,即建立supercell。路径为:Build>Symmetry>supercell。
点击之后如下图所示,输入所需的倍数即可,这里为50*50*3。
得到模型,如下:
换个显示角度:
建立液滴模型 建立球状液滴,建立方法在教程二中已有说明,为了使液滴和基底可以顺利合并,并使模拟顺利进行,需要注意以下2点: (1)packmol建立的液滴模型需要在MS中加个box,即建立成“晶体”,才可以与基底合并,且“晶体”的a和b需要和基底的保持一致,即a=b=180.748。 (2)液滴的密度应用在模拟温度下的密度保持一致,300K下水的密度约为1 g/cm3。 假设液滴的半径的2.5 nm,根据密度可以算出该液滴中水分子有个。液滴在a和b方向上在基底中央,c方向上在基底表面上方5 Å,则可知液滴球心位置为:90.374 90.374 35.84488。 Packmol的输入文件如下: # #表示注释 tolerance 2.0 #tolerance表示距离约束容差,可以理解为原子间最小距离不低于该值,对于水分子和氯离子钠离子来说2Å是个不错的值 filetype pdb #filetype表示原子类型,这里选择pdb格式 output Droplet_R20.pdb #output表示输出文件,droplet.pdb为输出文件名
# 1000个水分子置于半径为20球内部 # 球心位于原点 structure H2O.pdb #以H2O.pdb为模板建立structure number 1000 #水分子数量为1000 inside sphere 90.374 90.374 35.84488 20.0 #inside sphere表示在球内部,90.374 90.374 35.84488 35.84488 为球心坐标,20.0为半径 end structure #停止使用该模板建模 运行文件并把得到的文件用MS打开,如下图所示:
建立“晶体”,路径为:Build>crystal>build crystal并设a=b=180.748,c=100即可。
得到模型如下:
合并基底和液滴 合并液滴和基底,路径为Build>Build layers,层1为基底,层2为液滴,注意查看两个模型的a和b是否相等,不等的话最好进行调整,此处模型没有问题。
合并后模型如下,该模型经过简单的设置就可以导出进行模拟了!
感谢鲍路瑶老师的分享,内容来自于鲍老师分享出来的资料 如有需要添加微信:lmp_zhushou 进入微信群,帮助他人,共建社区 获取完整版lammps讲义可以加微信lmp_zhushou或加入QQ群994359511 该部分由武汉大学阿湖宝博士编写 |