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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 分子模拟 » LAMMPS/DL_POLY » fix heat计算石墨烯热导率，固定两端原子是否合适？
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leigp

木虫 (正式写手)

[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

fix heat计算石墨烯热导率，固定两端原子是否合适？
未施加温度梯度时的温度分布
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希望多向各位学习！
1楼 2014-11-28 10:37:17
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三岁薇恩

新虫 (正式写手)
引用回帖:
8楼: Originally posted by 韩末 at 2019-04-09 21:47:02
想问楼主，我做的也是石墨烯纳米到的，一旦加入热量之后模型就会碎掉怎么回事知道吗

你好 看你是学物理的。请问你知道指定手性的单壁碳纳米管和石墨烯纳米带、石墨炔纳米管的原胞模型怎么构建吗
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9楼2019-11-20 09:17:56
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普通回帖

w76990480

荣誉版主 (文坛精英)

super-emuch

优秀版主文献杰出贡献文献杰出贡献

【答案】应助回帖

固定两端原子是否合适?
我看了少部分thermal conductivity的文献，没有看到文献写固定啊
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专业文献求助
2楼2014-12-02 10:46:22
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leigp

木虫 (正式写手)
引用回帖:
2楼: Originally posted by w76990480 at 2014-12-02 10:46:22
固定两端原子是否合适?
我看了少部分thermal conductivity的文献，没有看到文献写固定啊

很多计算热导率的文章都是采用周期边界条件，都没有固定原子，但是在热整流的模拟中，由于材料左右方向的不对称性，无法采用周期边界条件，因此都将两端原子固定了。
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希望多向各位学习！
3楼2014-12-02 13:38:27
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lihuan12593

铜虫 (小有名气)
你好 我问一下 你这个每一层的温度如何输出
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4楼2015-11-07 11:12:42
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对马拉二胡

至尊木虫 (职业作家)
引用回帖:
2楼: Originally posted by w76990480 at 2014-12-02 10:46:22
固定两端原子是否合适?
我看了少部分thermal conductivity的文献，没有看到文献写固定啊

层主好，最近一直被fix heat 命令困扰着。
用fix heat 命令
fix 1 hot    heat 1 4.3    region hot
fix 2 cold  heat  1 -4.3  region cold
ERROR: Fix heat kinetic energy went negative (../fix_heat.cpp:201)
Last command: run   100000

然后我改变了fix 2 中抽出热流值（-4.3<efulx<-2.1）还是出现以上错误
如果eflux设置>-2.1，体系温度又上升太高，请问这该怎么办呢？
还有输出和抽出的热流值是否一定要一致呢？
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相互学习，共同进步。
5楼2017-06-13 16:51:44
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对马拉二胡

至尊木虫 (职业作家)
楼主好，最近一直被fix heat 命令困扰着。
用fix heat 命令
fix 1 hot    heat 1 4.3    region hot
fix 2 cold  heat  1 -4.3  region cold
ERROR: Fix heat kinetic energy went negative (../fix_heat.cpp:201)
Last command: run   100000

然后我改变了fix 2 中抽出热流值（-4.3<efulx<-2.1）还是出现以上错误
如果eflux设置>-2.1，体系温度又上升太高，请问这该怎么办呢？
还有输出和抽出的热流值是否一定要一致呢？
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wHy~!~sm
相互学习，共同进步。
6楼2017-06-13 16:51:58
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徐文雪xwx

铁虫 (初入文坛)
您好！请问您这个解决了吗？如果方便的话可否分享一下经验？
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7楼2018-12-12 19:29:10
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韩末

新虫 (初入文坛)
想问楼主，我做的也是石墨烯纳米到的，一旦加入热量之后模型就会碎掉怎么回事知道吗
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8楼2019-04-09 21:47:02
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三岁薇恩

新虫 (正式写手)
我计算的温度分布中间是平的，两边少部分有斜率...我不知道哪出问题了。你这个应该是正常的吧，温度出现跳跃。
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10楼2019-11-29 09:08:25
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