石墨烯、金属材料建模及力学分析；纳米流体模拟及流动性质分析；热传导及导热系数模拟计算；多成分体系（金属、合金、高熵合金）的摩擦模拟以及材料切削模拟；离子辐照对石墨烯、金属、碳化硅的离位损伤模拟。
自建分子力场文件及MOFs材料建模分析；分子筛纳米膜分离H2/CO2混合气体模拟分析；利用ReaxFF模拟碳氢化合物的燃烧及氧化过程；利用ReaxFF模拟化学机械抛光施压过程和拉伸过程。
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“LAMMPS分子动力学模拟技术与应用”培训班大纲（第十九期）
| 课 程 | 内 容 |
| 赠送视频内容MD基础知识 | 分子动力学模拟入门理论——掌握LAMMPS的in文件中实现这些功能的命令系综理论、主要算法介绍、单位制积分步长的选取、温度和压力控制、周期性边界条件力场简介分子动力学模拟流程 |
| 第一天 上午LAMMPS基础入门 | 1 LAMMPS的基础入门——初识LAMMPS是什么？能干什么？怎么用？1.1 LAMMPS在win10和ubuntu系统的安装及使用1.2 in文件结构格式1.3 in文件基本语法：结合实例，讲解in文件常用命令1.4 data文件格式1.5 LAMMPS常见错误解决途径: 实例操作：运行并理解跟自己科研方向相近的例子。 |
| 第一天 下午LAMMPS进阶（石墨烯、金属材料模拟专题） | 2 LAMMPS进阶实例操作，理解模拟对象的物理意义——从简单例子走向文献模型，举一反三提高学习效率: 实例操作： 2.1 把剪切模型转换成拉伸模型2.2 lattice命令石墨烯、金属、合金、高熵合金不同形状模型2.3 石墨烯(不同力场)、金属、合金、高熵合金等拉伸剪切力学性质模拟 |
| 第二天 上午LAMMPS进阶（纳米流体模拟专题） | 3 LAMMPS进阶实例操作，理解模拟对象的物理意义——从简单例子走向文献模型，举一反三提高学习效率: 实例操作： 3.1 把二维couette和poiseuille流动扩展成三维模型3.2 建立三维管道内的poiseuille流动3.3 进行石墨烯通道内的Couette流动和Poiseuille流动模拟3.4 调节通道表面电荷性质、亲疏水性质，分析其对流动性质的影响3.5 学习使用packmol，建立复杂混合溶液体系模型3.6 模拟KCl等盐溶液的纳米流体流动 |
| 第二天 下午LAMMPS进阶（热传导模拟专题） | 4 LAMMPS进阶实例操作，理解模拟对象的物理意义——从简单例子走向文献模型，举一反三提高学习效率实例操作：4.1 理解导热系数意义4.2 掌握lammps计算导热系数的几种方法4.3 碳纳米管等导热系数的模拟计算 |
| 第三天 上午LAMMPS进阶（多成分体系模拟专题） | 5 LAMMPS进阶实例操作，理解模拟对象的物理意义——从简单例子走向文献模型，举一反三提高学习效率: 实例操作： 5.1 金属、合金、高熵合金的摩擦模拟5.2 材料切削模拟5.3 夹层结构(graphene/C60/graphene)在不同粗糙度条件下的摩擦模拟复现 |
| 第三天 下午LAMMPS进阶（金属、半导体材料的辐照模拟） | 6 离子辐照对石墨烯、金属、碳化硅的离位损伤模拟6.1 建立模拟体系的初始模型6.2 PKA动能、位移随时间变化6.3 点缺陷结构可视化6.4 点缺陷的数量随时间变化6.5 点缺陷的空间分布及演化过程 |
| 备选内容，根据课堂进度和学员情况决定 | VMD、OVITO、msi2lmp等有机小分子建模，模型合并及模拟的轨迹文件处理等 |
| 第四天 上午自建分子力场参数文件和金属有机框架材料晶体模型 | 7 LAMMPS分子力场文件创建及MOFs材料建模7.1 介绍固体材料单晶包试验数据结构，掌握基本的材料几何特征7.2 利用MS软件构建MOFs材料单晶包模型和H2和CO2分子模型7.3 讲解分子作用势能函数，学习编写MS软件中的力场参数文件（off文件）7.4 简单介绍巨正则系综Monte Carlo方法7.5 利用Sorption模块将H2和CO2分子插入到MOFs材料7.6 编写LAMMPS力场文件（frc文件），并通过lammps程序生成data文件7.7 运行能量最小化及体系的预松弛7.8 模拟步骤：包括能量最小化NVT平衡，对研究目标的性质进行长时间轨迹平衡-输出研究所关心的性质。: 实例操作：金属有机框架（MOFs）储氢和碳捕集模拟，计算密度分布，分子的MSD等性质。 |
| 第四天 下午分子筛纳米膜分离H2/CO2混合气体模拟 | 8 研究H2/CO2在ZIF-7膜材料中分离性能——模拟文献Science 346 (6215), 1356-1359的分离过程8.1 利用MS软件构建ZIF-7膜材料单晶包8.2 设计H2/CO2与ZIF-7体系模型，再现文献“Science 346 (6215), 1356-1359”的实验过程。8.3 自定义分子力场文件（frc文件），通过lammps程序生成data文件8.4 运行能量最小化及体系的预松弛8.5 模拟步骤：包括能量最小化NVT平衡，对研究目标的性质进行长时间轨迹平衡-输出研究所关心的性质。8.6 采用VMD查看动态轨迹 8.7 数据分析，计算RDF，MSD，密度分布，选择性等实例操作：VMD中查看可视化的动态轨迹，计算密度分布，分子的MSD等，抽取轨迹的动能、势能、总能量等相关数据，对轨迹进行初步分析。 |
| 第五天上午ReaxFF进阶（碳氢化合物的燃烧） | 9 利用ReaxFF模块研究碳氢化合物的燃烧9.1 ReaxFF反应力场概述9.2 碳氢化合物和氧气分子体系的构建9.3 能量最小化及常温弛豫9.4 升温模拟9.5 高温下氧化过程的模拟9.6 轨迹分析及产物物种分析与可视化实例操作：碳氢化合物燃烧中升温模拟和高温下氧化过程模拟 |
| 第五天下午ReaxFF进阶（化学机械抛光） | 10 利用ReaxFF模块研究化学机械抛光10.1 利用 LAMMPS进行复杂体系的建模10.2 能量最小化及预弛豫10.3 施压过程模拟10.4 拉伸过程模拟10.5 采用 OVITO查看动态轨迹以及数据分析等实例操作：化学机械抛光施压过程模拟和拉伸过程模拟 |
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