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zxzj05荣誉版主 (著名写手)
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【转帖】热导率计算的in文件 已有12人参与
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看到有不少人在找热导率计算方面的in文件，我就贡献三个in文件吧，仅供参考。 同时，附件里贴出了我的计算结果。EMD的输出结果（compute heat/flux command+compute tc command的计算结果）中， “ac.dat”（见附件中的"ac.wmf"）是热流自相关函数（我已经修改了compute_tc.cpp，目前输出的是normalized HCACF，但结果中给出的还是没有归一化的热流自相关函数，但形状和归一化的是一样的，请注意！）随m的变化，"tc.dat"(见附件中的"tc.wmf"  是热导率随m的变化（m的涵义请参看热导率计算的Green Kubo离散化公式,见附件"Comparison of atomic-level simulation methods for computing thermal conductivity”中的(9)式），"tc_time.dat"(见附件中的"tc_time.wmf"是热导率随时间的变化；NEMD的结果中，"temp.profile"(见附件中的"temp_distribution.wmf"是z方向上的温度分布，"thermal_conductivity.dat“(见附件中的"NEMD.wmf"表示热导率随时间的变化，两者都包含了fix heat command 和fix thermal/conductivity command的计算结果。1.用compute heat/flux command+compute tc command得到热流自相关函数和热导率（EMD方法） # MD simulation of Ar thermal conductivity # Initialization units lj dimension 3 newton on boundary p p p atom_style atomic neighbor 0.3 bin neigh_modify check yes lattice fcc 0.844 region box block -4 4 -4 4 -4 4 units lattice create_box 1 box create_atoms 1 box mass 1 1.0 velocity all create 0.71 458127641 mom yes rot yes dist gaussian units box # LJ potential ********************************************************* pair_style lj/cut 2.8 pair_coeff 1 1 1.0 1.0 # LJ parameters for Ar-Ar fix temp all temp/berendsen 0.71 0.71 0.000466 fix nve all nve thermo_style custom step temp etotal vol thermo_modify lost warn thermo 100 # Run timestep 0.000466 run 200000 reset_timestep 0 # -------------- Flux calculation in nve --------------- compute myKE all ke/atom compute myPE all pe/atom compute myStress all stress/atom virial variable factor_ac equal 1.0 variable factor_tc equal 1.3806504e-23*sqrt(1.67e-21/6.633e-26)/3.405e-10^2 compute jflux all heat/flux myKE myPE myStress compute tc all tc c_thermo_temp c_jflux v_factor_ac v_factor_tc iso first 10000 900000 100000 fix tc_out all ave/time 1 1 1 c_tc file tc_time.dat thermo_style custom step temp restart 100000 restart.* run 1000000 2. 用fix thermal/conductivity command得到温度梯度，进而得到热导率(NEMD方法) # MD simulation of Ar thermal conductivity # Initialization units lj dimension 3 newton on boundary p p p atom_style atomic neighbor 0.3 bin neigh_modify check yes lattice fcc 0.844 region box block -4 4 -4 4 -4 4 units lattice create_box 1 box create_atoms 1 box region up1 block INF INF INF INF -0.5 -0.25 units lattice region up2 block INF INF INF INF 0.5 0.75 units lattice region up union 2 up1 up2 region down1 block INF INF INF INF -3.5 -3.25 units lattice region down2 block INF INF INF INF 3.5 3.75 units lattice region down union 2 down1 down2 mass 1 1.0 velocity all create 0.71 458127641 mom yes rot yes dist gaussian units box # Tersoff potential ********************************************************* pair_style lj/cut 2.8 pair_coeff 1 1 1.0 1.0 # LJ parameters for Ar-Ar fix temp all temp/berendsen 0.71 0.71 0.0466 fix nve all nve compute ke all ke/atom variable temp atom c_ke/(1.5*1.0) fix temp_profile all ave/spatial 1 100000 100000 z lower 0.25 v_temp file temp.profile units lattice compute up_temp all temp/region up compute down_temp all temp/region down variable delta_temp equal c_up_temp-c_down_temp fix delta_out all ave/time 1 100000 100000 v_delta_temp file delta_temp.dat thermo_style custom step temp etotal vol thermo_modify lost warn thermo 100 # Run timestep 0.000466 run 100001 unfix temp fix heat_swap all thermal/conductivity 10 z 32 fix e_exchange all ave/time 10 10000 100000 f_heat_swap file e_exchange.dat variable thermal_conductivity equal f_e_exchange/(0.000466*10.0*4.0*f_delta_out)*1.3806504e-23/3.405e-10/3.405e-10*sqrt(1.67e-21/6.633e-26)*6.0/8.0 # 以上variable命令需要特别注意，因为我所模拟的系统，盒子边长Lx=Ly=Lz，热导率计算公式经过推导变成为e_exchange/(4.0*t*L*delta_T)， # 为了不在in文件里给L赋值，我修改了fix_thermal_conductivity.cpp文件(见附件)，将e_exchange修改成了 e_exchange += force->mvv2e * (all[0].value - all[1].value) / (domain->zprd); 同时在end_of_step() 里添加了一句 “ e_exchange = 0.0;“,详见附件中的fix_thermal_conductivity.cpp，这样所得的e_exchange曲线基本上是一条水平曲线，而不是用原来的fix thermal/conductivity command所得到的斜向上的曲线，请注意！！！ # 所以才出现以上variable的表达式。 # 请看明白后再做计算，免得算出错误的结果！！！ fix thermal_conductivity_out all ave/time 100000 1 100000 v_thermal_conductivity file thermal_conductivity.dat # Run run 10000000 3. 用fix heat command建立温度梯度，进而得到热导率（NEMD方法） # MD simulation of Ar thermal conductivity # Initialization units lj dimension 3 newton on boundary p p p atom_style atomic neighbor 0.3 bin neigh_modify check yes lattice fcc 0.844 region box block -4 4 -4 4 -4 4 units lattice create_box 1 box create_atoms 1 box region up1 block INF INF INF INF -0.5 -0.25 units lattice region up2 block INF INF INF INF 0.5 0.75 units lattice region up union 2 up1 up2 region down1 block INF INF INF INF -3.5 -3.25 units lattice region down2 block INF INF INF INF 3.5 3.75 units lattice region down union 2 down1 down2 region hot block INF INF INF INF 0.0 0.25 units lattice group hot region hot region cold block INF INF INF INF -4.0 -3.75 units lattice group cold region cold mass 1 1.0 mass0 6.633e-26 epsilon0 1.67e-21 sigma0 3.405e-10 velocity all create 0.71 458127641 mom yes rot yes dist gaussian units box # Tersoff potential ********************************************************* pair_style lj/cut 2.8 pair_coeff 1 1 1.0 1.0 # LJ parameters for Ar-Ar fix temp all temp/berendsen 0.71 0.71 0.0466 fix nve all nve compute ke all ke/atom variable temp atom c_ke/(1.5*1.0) fix temp_profile all ave/spatial 1 100000 100000 z lower 0.25 v_temp file temp.profile units lattice compute up_temp all temp/region up compute down_temp all temp/region down variable delta_temp equal c_up_temp-c_down_temp fix delta_out all ave/time 1 100000 100000 v_delta_temp file delta_temp.dat thermo_style custom step temp etotal vol thermo_modify lost warn thermo 100 # Run timestep 0.000466 run 100001 unfix temp fix hot all heat 1 50 region hot fix cold all heat 1 -50 region cold variable thermal_conductivity equal 50.0*0.5*1.67e-21/3.405e-10/sqrt(6.633e-26/1.67e-21)/((4.0*8.0*8.0*8.0/0.844)^(1.0/3.0)*3.405e-10*2.0*f_delta_out*1.67e-21/1.3806504e-23)*6.0/8.0 fix thermal_conductivity_out all ave/time 100000 1 100000 v_thermal_conductivity file thermal_conductivity.dat # Run run 10000000 【转自】http://www.mdbbs.org/thread-26451-1-1.html |
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