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leigp

木虫 (正式写手)

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[求助] fix heat计算石墨烯热导率，固定两端原子是否合适？已有1人参与

大家好，我刚接触lammps，想采用fix heat方法计算石墨烯纳米带的热导率。我看很多文献上为了防止石墨烯纳米带的整体移动通常将纳米带两端的原子固定。但是我采用该方法进行计算后，发现在弛豫过程中，虽然体系整体的温度保持在400K，但是由于两端原子固定的原因导致温度分布出现中间高两端低的现象，如下图：
当体系达到平衡后，在体系的左端加入热量，右端抽取热量。由于固定原子的存在导致与其相邻的原子速度相对较低，因此如果抽取的热量过高时则会导致原子速度降低至零而出现错误。下面是我的in文件，希望了解的大神能帮我看一下，是否是我in文件中设置有问题，在此谢过了！！

# MD simulation of Graphene thermal conductivity
# Initialization
units          metal
variable T equal 400
variable V equal vol
variable dt equal 0.0005
variable p equal 10000    # correlation length
variable s equal 1    # sample interval
variable d equal $p*$s # dump interval
variable width equal 14.6544

variable kB equal 1.3806504e-23 # [J/K] Boltzmann
variable eV2J equal 1.602e-19
variable A2m equal 1.0e-10
variable ps2s equal 1.0e-12
variable convert equal ${eV2J}*${eV2J}/${ps2s}/${A2m}

dimension       3
newton          on
boundary       p p p
atom_style       full
neighbor       0.3 bin
neigh_modify    check  yes
lattice          fcc 1
region          box  block 0.000 14.6544  0.000 100.00  0.000 50.000  units lattice y方向为热流施加方向，为防止两端原子的相互作用将y方向盒子长度设置为10nm,并将石墨烯纳米带放置于盒子中部
read_data    graphene.data

################### set group ############################

region          up block  INF INF  INF 26.0  INF INF  units lattice
region          down  block  INF INF  81  INF  INF INF  units lattice
region          steady union 2  up down
group          steady region steady

region          remain block  INF INF 26.0  81  INF INF  units lattice
group          remain region remain

region          hot block  INF INF  26.0 36.0  INF INF  units lattice
group          hot  region  hot
region          cold  block  INF INF  71  81  INF INF  units lattice
group          cold  region  cold

velocity       remain  create  $T 458 mom yes  dist gaussian units lattice
velocity       steady  set  0.0 0.0 0.0

# Potential *********************************************************

pair_style       airebo 2.0
pair_coeff    *  * CH.airebo  C

fix             nve  remain  nve
fix             temp remain  temp/berendsen $T $T 0.0005
fix    1 steady setforce 0.0 0.0 0.0
compute          mytemp  remain  temp
compute          hottemp hot    temp
compute          coldtemp cold temp
compute          ke  remain  ke/atom
variable       temp atom  c_ke*${eV2J}/(1.5*${kB})
fix             temp_profile1 remain ave/spatial  1  1000000  1000000  y  lower  1.0    v_temp  file  11.profile units  lattice

thermo_style    custom step c_mytemp c_hottemp c_coldtemp etotal vol
thermo_modify    lost warn
thermo          500
timestep       ${dt}
dump    1 all atom 1000 dump.lammps
run             2000000
unfix          temp

fix             hot remain  heat  1 1 region hot
fix             cold  remain  heat  1  -1 region cold
run             2000000
reset_timestep    0

fix             temp_profile2 remain ave/spatial  1  2000000  2000000  y  lower  1.0    v_temp  file  temp.profile units  lattice
dump    2 all atom 1000 graphene.lammps

# Run
run             10000000  # every 1 set group steady vx 0 vy 0 vz 0

未施加温度梯度时的温度分布

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