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[交流] 用GPUMD计算的石墨烯拉伸曲线

最近在写程序,交流一下测试结果。我的目标是写一个在某些方面比lammp好用的小巧的程序。我的程序叫GPUMD,意思是graphics processing units molecular dynamics。主要特点是用GPU加速多体势,但所有的功能也有纯CPU版本。

经常看到有人讨论怎么计算stress-strain曲线。今天我用自己的程序算了一下石墨烯的拉伸曲线,感觉结果对势模型依赖比较大。文献中一般都是用AIREBO势做这个事情,但我的程序现在只有Tersoff势。不改变参数时算出的 fracture strain非常大。改了两个势参数(将Tersoff势中的两个半径参数都增加 0.2 Angstrom)之后结果好一些了。这个改变不影响杨氏模量Y的值。我计算出来的值很接近Y=1TPa。

先贴一下我的程序做这个事情的脚本(初始坐标以及相关的信息要从另一个文件读入)。看上去是不是比lammps简单?
=========================================================================
# This input computes the stress-strain relation for a pristine graphene sample
potential               potentials/graphene_2.tersoff # file name which contain the potential parameters
velocity                 300.0 # 300 K
# equilibration:
ensemble              npt_ber 300 0.005 0.0 0.0 0.0 0.0005 # NPT (Berendsen method)
time_step             1.0      # 1 fs
run                      10000  # 10 ps
# compute the stress-strain relation:
ensemble                   npt_ber 300 0.005 0.0 0.0 0.0 0.0005 # NPT (Berendsen method)
compute_stress_strain 0.0005 1   # strain rate = 0.0005 A/fs; along the zigzag direction
dump_thermo             1       # dump results every time step
run                           25000 # 25 ps
=========================================================================
体系大小为960个原子,模拟总时间为35ps,用我的程序的串行CPU版本耗时38秒。我感觉比lammps的串行版本快两三倍。

再说说我的算法。我要计算x方向(选为zigzag方向)的stress-strain曲线。在x,y方向都用周期边界条件,并采用NPT系综,控制温度在300开附近,y方向的压强为零附近。x方向的盒子长度则以0.0005 A/fs的速率增大(单轴拉伸)。我的体系大概是5nm x 5nm的大小。拉伸25ps相当于将盒子拉长1.25 nm,得到的最大形变为1.25/5=25%。这个时候石墨烯已经被拉断了。结果见下图:

用GPUMD计算的石墨烯拉伸曲线
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新虫 (初入文坛)



小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
您好。看到你使用了GPUMD,真的瞬间让我看到曙光了。这几天在编译安装基于GPU的lammps。最后make gpu时总是报错。不知道是否恳请您给予指导?是否有教程供参考?非常感谢。恳请您出手相救。
108楼2016-10-08 18:48:30
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图的横坐标单位有错误:strian后面的(%)是多余的。
2楼2016-08-12 06:05:44
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brucefan(金币+1): 谢谢参与
厉害!也是在linux下运行的吗?
12楼2016-08-12 07:59:09
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