1、石墨烯、金屬材料建模及力學(xué)分析；

2、納米流體模擬及流動性質(zhì)分析；

3、熱傳導(dǎo)及導(dǎo)熱系數(shù)模擬計算；

4、多成分體系（金屬、合金、高熵合金）的摩擦模擬以及材料切削模擬；5、離子輻照對石墨烯、金屬、碳化硅的離位損傷模擬。

6、自建分子力場文件及MOFs材料建模分析；

7、分子篩納米膜分離H2/CO2混合氣體模擬分析；

8、利用ReaxFF模擬碳氫化合物的燃燒及氧化過程；

9、利用ReaxFF模擬化學(xué)機械拋光施壓過程和拉伸過程。

lammps 分子動力學(xué)

贈送視頻內(nèi)容

MD基礎(chǔ)知識

分子動力學(xué)模擬入門理論——掌握LAMMPS的in文件中實現(xiàn)這些功能的命令

系綜理論、主要算法介紹、單位制

積分步長的選取、溫度和壓力控制、

周期性邊界條件

力場簡介

分子動力學(xué)模擬流程

第一天 上午

LAMMPS基礎(chǔ)入門

?

1 ?LAMMPS的基礎(chǔ)入門——初識LAMMPS是什么？能干什么？怎么用？

1.1 LAMMPS在win10和ubuntu系統(tǒng)的安裝及使用

1.2 in文件結(jié)構(gòu)格式

1.3 in文件基本語法：結(jié)合實例，講解in文件常用命令

1.4?data文件格式

1.5 LAMMPS常見錯誤解決途徑

:?實例操作：

運行并理解跟自己科研方向相近的例子。

第一天 下午

LAMMPS進階

（石墨烯、金屬材料模擬專題）

2 LAMMPS進階實例操作，理解模擬對象的物理意義——從簡單例子走向文獻模型，舉一反三提高學(xué)習(xí)效率

:?實例操作：?

2.1 把剪切模型轉(zhuǎn)換成拉伸模型

2.2 lattice命令石墨烯、金屬、合金、高熵合金不同形狀模型

2.3 石墨烯(不同力場)、金屬、合金、高熵合金等拉伸剪切力學(xué)性質(zhì)模擬

第二天 上午

LAMMPS進階

（納米流體模擬專題）

3 LAMMPS進階實例操作，理解模擬對象的物理意義——從簡單例子走向文獻模型，舉一反三提高學(xué)習(xí)效率

:?實例操作：?

3.1 把二維couette和poiseuille流動擴展成三維模型

3.2 建立三維管道內(nèi)的poiseuille流動

3.3 進行石墨烯通道內(nèi)的Couette流動和Poiseuille流動模擬

3.4 調(diào)節(jié)通道表面電荷性質(zhì)、親疏水性質(zhì)，分析其對流動性質(zhì)的影響

3.5 學(xué)習(xí)使用packmol，建立復(fù)雜混合溶液體系模型

3.6 模擬KCl等鹽溶液的納米流體流動

第二天 下午

LAMMPS進階

（熱傳導(dǎo)模擬專題）

4 LAMMPS進階實例操作，理解模擬對象的物理意義——從簡單例子走向文獻模型，舉一反三提高學(xué)習(xí)效率

實例操作：

4.1 理解導(dǎo)熱系數(shù)意義

4.2 掌握lammps計算導(dǎo)熱系數(shù)的幾種方法

4.3 碳納米管等導(dǎo)熱系數(shù)的模擬計算

第三天 上午

LAMMPS進階

（多成分體系模擬專題）

5 LAMMPS進階實例操作，理解模擬對象的物理意義——從簡單例子走向文獻模型，舉一反三提高學(xué)習(xí)效率

:?實例操作：?

5.1 金屬、合金、高熵合金的摩擦模擬

5.2 材料切削模擬

5.3 夾層結(jié)構(gòu)(graphene/C60/graphene)在不同粗糙度條件下的摩擦模擬復(fù)現(xiàn)

第三天 下午

LAMMPS進階

（金屬、半導(dǎo)體材料的輻照模擬）

6 離子輻照對石墨烯、金屬、碳化硅的離位損傷模擬

6.1 建立模擬體系的初始模型

6.2 PKA動能、位移隨時間變化

6.3 點缺陷結(jié)構(gòu)可視化

6.4 點缺陷的數(shù)量隨時間變化

6.5 點缺陷的空間分布及演化過程

備選內(nèi)容，根據(jù)課堂進度和學(xué)員情況決定

VMD、OVITO、msi2lmp等有機小分子建模，模型合并及模擬的軌跡文件處理等

第四天 上午

自建分子力場參數(shù)文件和金屬有機框架材料晶體模型

7 LAMMPS分子力場文件創(chuàng)建及MOFs材料建模

7.1 介紹固體材料單晶包試驗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，掌握基本的材料幾何特征

7.2 利用MS軟件構(gòu)建MOFs材料單晶包模型和H2和CO2分子模型

7.3 講解分子作用勢能函數(shù)，學(xué)習(xí)編寫MS軟件中的力場參數(shù)文件（off文件）

7.4 簡單介紹巨正則系綜Monte Carlo方法

7.5 利用Sorption模塊將H2和CO2分子插入到MOFs材料

7.6 編寫LAMMPS力場文件（frc文件），并通過lammps程序生成data文件

7.7 運行能量最小化及體系的預(yù)松弛

7.8 模擬步驟：包括能量最小化NVT平衡，對研究目標的性質(zhì)進行長時間軌跡平衡-輸出研究所關(guān)心的性質(zhì)。

:?實例操作：金屬有機框架（MOFs）儲氫和碳捕集模擬，計算密度分布，分子的MSD等性質(zhì)。

第四天 下午

分子篩納米膜分離H2/CO2混合氣體模擬

8 研究H2/CO2在ZIF-7膜材料中分離性能——模擬文獻Science 346 (6215), 1356-1359的分離過程

8.1 ?利用MS軟件構(gòu)建ZIF-7膜材料單晶包

8.2 ?設(shè)計H2/CO2與ZIF-7體系模型，再現(xiàn)文獻“Science 346 (6215), 1356-1359”的實驗過程。

8.3 ?自定義分子力場文件（frc文件），通過lammps程序生成data文件

8.4 ?運行能量最小化及體系的預(yù)松弛

8.5 ?模擬步驟：包括能量最小化NVT平衡，對研究目標的性質(zhì)進行長時間軌跡平衡-輸出研究所關(guān)心的性質(zhì)。

8.6 ?采用VMD查看動態(tài)軌跡?8.7 ?數(shù)據(jù)分析，計算RDF，MSD，密度分布，選擇性等

實例操作：VMD中查看可視化的動態(tài)軌跡，計算密度分布，分子的MSD等，抽取軌跡的動能、勢能、總能量等相關(guān)數(shù)據(jù)，對軌跡進行初步分析。

第五天上午

ReaxFF進階

（碳氫化合物的燃燒）

9 利用ReaxFF模塊研究碳氫化合物的燃燒

9.1?ReaxFF反應(yīng)力場概述

9.2 碳氫化合物和氧氣分子體系的構(gòu)建

9.3 能量最小化及常溫弛豫

9.4 升溫模擬

9.5 高溫下氧化過程的模擬

9.6 軌跡分析及產(chǎn)物物種分析與可視化

實例操作：碳氫化合物燃燒中升溫模擬和高溫下氧化過程模擬

第五天下午

ReaxFF進階

（化學(xué)機械拋光）

10 利用ReaxFF模塊研究化學(xué)機械拋光

10.1?利用?LAMMPS進行復(fù)雜體系的建模

10.2?能量最小化及預(yù)弛豫

10.3?施壓過程模擬

10.4?拉伸過程模擬

10.5?采用?OVITO查看動態(tài)軌跡以及數(shù)據(jù)分析等

實例操作：化學(xué)機械拋光施壓過程模擬和拉伸過程模擬