3LAMMPS软件与materials-studio软件介绍课件.ppt

1、Lammps与分子动力学常用模拟软件Lammps功能和原理经典范例1.常用的MD模拟软件NAMD：免费 主要针对与生物和化学软材料体系，程序设计水平高，计算效率高。有很好的分析辅助软件VMD。AMBER 主要针对生物体系，也适当兼容一般化学分子。有很好的内置势能模型，自定义新模型和新分子很方便，有很完善的维护网站。计算效率不高运算速度慢。CHARMM 主要针对生物体系，也包含部分化学体系。势能模型更新很快自定义新模型比较方便。计算效率低。GROMACS 免费 主要针对生物体系，也适当照顾一般化学体系。算法好，计算效率高。界面友好，维护服务好。TINKER 免费 一般性分子动力学软件，对生物体系

2、略有偏重。优点支持多种模型。仍在开发中，某些方面还不完善。DL-POLY 一般性分子模拟软件，界面友好，计算效率高。维护服务很好。n Materials StudioLAMMPS 免费 一般性分子模拟软件。兼容当前大多数的势能模型，编程水平高，计算效率高。可以模拟软材料和固体物理系统。Materials Explorer 立足于Windows平台的多功能分子动力学软件。拥有强大的分子动力学计算及Monte Carlo软件包，是结合应用领域来研究材料工程的有力工具。Materials Explorer可以用来研究有机物、高聚物、生物大分子、金属、陶瓷材料、半导体等晶体、非晶体、溶液，流体，液体和

3、气体相变、膨胀、压缩系数、抗张强度、缺陷等。Materials Explorer软件中包含2Body，3Body，EAM，AMBER等63个力场可供用户选择。Materials Explorer软件拥有完美的图形界面，方便使用者操作。2.Lammps功能和原理 Lammps初识 Lammps的功能 Lammps的原理 Lammps的特点 Lammps的应用Lammps初识Lammps程序是一个经典分子动力学计算程序。全称 Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator 官方网址：国内交流论坛：http:/www.mdbbs.o

4、rgLammps的功能能（features）一般意义（并行化，可扩充，脚本化输入，接口化编译）专门意义（能建模原子类型，有什么力场，有那些原子操作，如何设置系综/边界/约束，积分方法，输出控制，前后图形处理，以及具有一些什么特色功能）不能（non-features）-非图形化界面，不能自动建立分子结构模型和分配力场参数，不具有复杂的分析的手段，不能可视化输出结果-补救：Pizza.py 工具包，用于建模和分析以及可视化，但是功能不够强大。-必须一些其他前后处理软件（几何建模，物理建模，可视化分析）结合使用，接口方法。Lammps的基本原理编写、输入模拟程序运行模拟可视化结果分析输出结果Lamm

5、ps输入文件的主要组成部分InitializationAtom definitionSettingsRun a simulation后面的两个部分可以按照需要多次重复。Lammps软件目前的特点从势场角度看：建模软物质（生物分子，聚合物），固态材料（金属，半导体），以及粗粒子和介观材料。更一般的说是lammps程序是用来建模原子/介观/连续尺度物质以及其在热、力学、化学条件下的性质的模拟软件，因此是系统化方法。Lammps程序运行环境：单CPU和多CPU，采用的是消息响应和模拟域的空间分解并行机制。Lammps程序代码共享和模块化设计，具有功能易于扩充的特性。新版采用C/C+语言书写，周期性发

6、布，以日期为为准，不断更新一些bug和增加一些功能。脚本语言应用开发。美国能源部下属的圣地亚国家实验室发布，主要作者：Steve Plimpton,Aidan Thompson,and Paul Crozier 网上邮件组可以解决和及时交流Lammps软件入门明确自己的问题和方向，选择正确的工具要做的是什么问题，属于物理，化学，力学，材料，还是都有？能否具体到希望要作出什么结果？实验和理论上是否有相似的研究？再看问题是否适合lammps程序？是否有别的程序可以替代选择或者联合选择？计算环境搭建可行性分析现有计算机条件:硬件水平决定模拟的规模是否有相关的支持：软件环境团队学习的重要：交流是非常重

7、要学习一点分子动力学基础物理学基础：原子论，量子论，简单的数学材料学基础：结构化材料，晶体理论统计力学基础：热力学知识，统计分布专业基础：热流热导分析，应力分析，辐射损伤分析，蛋白质计算机基础：程序学习和改进，编程和硬件识别如何利用好Lammps手册？求人不如求己准备一份纸版，一份电子版放置在桌面。养成良好的学习习惯几个章节必须看（1-1,2,3；2-2,3,5,6,7；3-1,2,3；4-all)读做例子有感觉（melt，crack，shear）错误信息自己找（完美的错误提示信息）随手整理做记录命令学习（工具体现）命令名称：基本上告诉你意义书写格式：脚本语言的特色格式选项说明：严格遵守，最好

8、理解含义范例书写：有助于自己写脚本注意事项：特别的地方相关命令：命令分类学习，比如输入有那些方式，势函数定义有哪几类？Lammps常见命令unitdimensionnewtonprocessorsboundaryatom styleatom modifyatom type选择单位系统，L-J、real、metal2D or 3D?默认是3D边界条件：周期性边界or自由边界？定义你的模拟体系中的原子属性告诉lammps在你的模拟中使用何种力场？pair_style,bond_style,angle_style,dihedral_style,improper_styleLammps软件的应用应用步

9、骤程序安装安装平台环境（考虑不同的操作系统，是否并行计算）简单易行的安装Windows下：命令行执行方式Linux下：编译选择项几个关键点：编译器的选择；并行库的位置，相关库的位置应用步骤-实例学习输入脚本格式书写：3-1节内容，积木式搭建分块命令学习方法：几何模型构建：atom_style,boundary,dimension，units create_atoms,create_box,lattice,read_data,read_restart,region,replicate物理模型构建：angle_coeff,angle_style,bond_coeff,bond_style,diel

10、ectric,dihedral_coeff 过程模型构建：Fix：is any operation that is applied to the system during timestepping or minimization.Examples include updating of atom positions and velocities due to time integration,controlling temperature,applying constraint forces to atoms,enforcing boundary conditions,computing d

11、iagnostics,etc.输出模型构建：compute过程计算量，热力学输出量（全局量），局部表征量（单个原子、组原子）3.经典范例使用L-J势模拟裂纹的扩展使用EAM势模拟Ni的剪切行为Cu、Ni等金属的凝固过程模拟表面能计算A.使用L-J势模拟裂纹的扩展裂纹lowerupperleftupperleftlowerxyLammps计算输入文件#2d LJ crack simulation(问题的基本初始化)dimension 2#2维分子动力学模拟 boundary s s p#x,y方向不存在周期边界条件，z方向周期边界条件。atom_style atomic#原子类型（金属）Neig

12、hbor 0.3 bin#建近邻表参数（rc+0.3）bin表示为近邻表类型。neigh_modify delay 5#间隔多少载荷步重新形成近邻表Lammps计算输入文件#create geometry创建初始几何构形Lattice hex 0.93#指定晶格类型（二维hex）和晶格常数Region box block 0 100 0 40-0.25 0.25#定义一个区域create_box5 box#在指定区域建立一个simulation box,5表示原子类型的种类数create_atoms 1 box#在simulation box中创建类型为1的原子（原子位置初始化）Mass 1

13、1.0Mass 2 1.0Mass 3 1.0Mass 4 1.0Mass 5 1.0#指定单个原子的质量Lammps计算输入文件#LJ potentials(指定原子作用势)pair_stylelj/cut 2.5#指定lj势，截断半径为2.5pair_coeff*1.0 1.0 2.5#指定lj势参数#define groups（便于加载）Region 1 block INF INF INF 1.25 INF INFGroup lower region 1#定义lower组（便于施加外加速度）Region 2 block INF INF 38.75 INF INF INFGroup upp

14、er region 2#定义upper组（便于施加外加速度）Group boundary union lower upper#定义总边界组Group mobile subtract all boundary#定义可动原子组（便于统计温度）Lammps计算输入文件 regionleftupper block INF 20 20 INF INF INF regionleftlower block INF 20 INF 20 INF INF groupleftupper region leftupper groupleftlower region leftlower#定义左上、左下原子组（便于指定裂

15、纹的存在）setgroup leftupper type 2 setgroup leftlower type 3 setgroup lower type 4 setgroup upper type 5#指定原子类型（便于指定裂纹的存在）Lammps计算输入文件#initial velocities初始化速度computenew mobile temp#定义温度的计算（可动区域内统计平均）compute new2 mobile stress/atom#定义原子应力的计算（整个区域）Velocity mobile create 0.01 887723 temp new#按指定的温度（0.01）计算

16、方法，初始化原子的速度Velocity upper set 0.0 0.3 0.0#upper原子组y方向的速度为0.3Velocity mobile ramp vy 0.0 0.3 y 1.25 38.75 sum yes#mobile原子的速初始度从0到0.3线性变化#fixes施加约束fix1 all nve#nve系综的积分算法fix2 boundary setforce NULL 0.0 0.0#边界boundary上力条件，钢化原子，便于加载！Lammps计算输入文件#run运行计算 timestep0.003#时间间隔步 Thermo 200#每200步输出热动力学统计量 the

17、rmo_modify temp new#计算温度通过new指示的方法计算 neigh_modify exclude type 2 3#原子2，3之间作用取消（也就是通过不使他们在近邻表中出现实现）Dump 1 all atom 500 dump.crack#每隔500步将原子信息写入文件dump.crack Dump 2 mobile custom 500 dump2.crack tag x y z c_new22 run5000#进行5000步的模拟B.使用EAM势模拟Ni的剪切行为ZxYyz#3d metal shear simulation 3维金属剪切模拟 Units metal#采用

18、金属材料单位 boundary s s p#施加z方向的周期边界条件 atom_style atomic#定义原子之间的相互作用（没有键键作用）Lattice fcc 3.52#指定晶格为fcc，晶格常数3.52埃 Region box block 0 16.0 0 10.0 0 2.828427#定义区域box（x上下限，y上下限，z上下限）create_box 3 box#在box区域内创建包含3种原子类型的simulation boxLammps计算输入文件Lammps计算输入文件 Lattice fcc 3.52 orient x 1 0 0 orient y 0 1 1 orient

19、 z&0-1 1 origin 0.5 0 0#指定晶格类型、晶格常数、x,y,z坐标的晶向#&续行符、晶胞的起始点（0.5表示半个晶格常数）create_atoms 1 box#在box区域内建立类型为1的原子 pair_styleeam#定义原子之间作用势为嵌入原子势 pair_coeff*Ni_u3.eam#指定嵌入势参数文件Lammps计算输入文件 neighbor0.3 bin#指定原子近邻列表参数rc+r1中的r1 neigh_modify delay 5#指定近邻表更新频率 regionlower block INF INF INF 0.9 INF INF regionupper

20、 block INF INF 6.1 INF INF INF grouplower region lower groupupper region upper groupboundary union lower upper#指定边界组，用于施加边界条件 groupmobile subtract all boundary#指定可动部分组，用于计算温度Lammps计算输入文件 setgroup lower type 2 setgroup upper type 3#设置原子类型lower为2，upper为3 Compute new3d mobile temp#设定温度计算new3d Compute n

21、ew2d mobile temp/partial 0 1 1#设定温度计算new2d，忽略x方向速度 compute new1d all stress/atom#设定原子应力计算 Velocity mobile create 300.0 5812775 temp new3d#初始化mobile区域原子的速度#使new3d方法计算的温度为300k？Fix 1 all nve#使系综为nve系综，同时确定了方程的积分方法 Fix 2 boundary setforce 0.0 0.0 0.0#使边界上原子x，y，z方向的受力均为0 Fix 3 mobile temp/rescale 10 300.

22、0 300.0 10.0 1.0#使用直接调温法，每10步准备调一次#如果在300+-10k内不调#如调的话要求其范围在300+-1k之内 fix_modify 3 temp new3d#fix 3 调温时采用new3d的计算方案Lammps计算输入文件Lammps计算输入文件#以下为弛豫过程 thermo25#每25步在屏幕上打印热动力学统计量 thermo_modify temp new3d#输出的温度按new3d方案计算 timestep0.001#时间步长为0.001ps run100#弛豫100个载荷步Lammps计算输入文件#以下为剪切加载 velocityupper set 1.

23、0 0 0#上边界原子施加x方向的速度 velocitymobile ramp vx 0.0 1.0 y 1.4 8.6 sum yes#在y1.4,8.6区域定义0，1之间的vx插值速度#该速度累加到弛豫的速度上 Unfix 3#释放弛豫时候的温度约束3 fix 3 mobile temp/rescale 10 300.0 300.0 10.0 1.0#重新施加温度调控约束3 fix_modify 3 temp new2d#温度的计算采用new2d计算方案Lammps计算输入文件#以下为剪切计算 Dump 1 all custom 100 dump.shear tag type&x y z

24、c_new24#每100步输出，c_new1d4为new1d计算的原子应力 thermo100 thermo_modifytemp new2d#每次输出屏幕上的温度按new2d方案计算 reset_timestep0#重新设当前为第0步 run3000#剪切计算3000步C.熔化、凝固过程模拟：Ar Cu Al对于Cu，建立885的FFC晶格体系，充分弛豫后利用Nose-Hover方法，保持压强为0，从2.5 K开始加热，直至发生熔化转变。输入文件 输入文件模拟输出结果模拟发现在1609 K附近发生了一级相变，而Cu的熔点为1357 K。Cu在特定温度下的性质 均方根位移 速度自关联函数 径向

25、分布函数建立一个888的FCC格子，分别在10K、500K、1000K、1800K以及2000K下保持零外压弛豫，得到不同温度下的原子运动情况，以及不同情况下的均方根位移。输入文本文件均方根位移输入文本文件均方根位移输出结果分析输出结果分析Cu处于液态时的均方根位移图D.应用Lammps程序计算材料的表面能 物理理论建模是关键，程序仅仅只能是实现的工具。新表面Cu(100)晶面的表面能计算几何建模：简单晶格结构物理建模：简单合金势函数区域分块100表面过程建模：实现真空层输出建模：计算能量，原子坐标输出控制：格式，参变量能量最小化方法，计算E0特殊技巧处理过程建模：移动盒子，移动原子，产生新的

26、表面，计算产生新表面后的E（final）计算111表面，首先几何建模的过程中要知道如何在物理和几何上产生（111），最后通过lammps的命令的方法实现。lattice fcc 3.615 origin 0 0 0 orient x 1 1-2 orient y-1 1 0 orient z 1 1 1小结 Lammps具有强大功能和开放式的扩充结构 后续的数据处理通常相当辛苦 Lammps程序需要结合其他程序来完成你的发 文章的要求模拟研究的任务。做好修改源程序的准备Materials Studio（MS）软件简介软件简介Materials Studio 新一代材料模拟软件新一代材料模拟软件

27、u概述：概述：Materials Studio是分子模拟软件界的领先者是分子模拟软件界的领先者-美国美国Accelrys公司在公司在2000年初专为材料科学领域开发的可运行于年初专为材料科学领域开发的可运行于PC机上机上的新一代材料计算软件，可帮助研究人员解决当今化学及的新一代材料计算软件，可帮助研究人员解决当今化学及材料工业中的许多重要问题。材料工业中的许多重要问题。Materials Studio软件采用软件采用Client/Server结构，客户端可以结构，客户端可以是是Windows 98、2000或或NT系统，计算服务器可以是本机系统，计算服务器可以是本机的的Windows 2000

28、或或NT，也可以是网络上的，也可以是网络上的Windows 2000、Windows NT、Linux或或UNIX系统。系统。多种先进算法的综合运用使多种先进算法的综合运用使Material Studio成为一个强有成为一个强有力的模拟工具。力的模拟工具。u特点：特点：优点优点：研究分子模型或材料结构，有丰富的模型资源，建：研究分子模型或材料结构，有丰富的模型资源，建模和制图能力。与其它标准模和制图能力。与其它标准PC软件整合，使得容易共享这软件整合，使得容易共享这些数据。些数据。运行平台运行平台：Windows NT/2000/XP，Linux和和UNIX服务器服务器分析领域分析领域：多范围

29、的软件结合成一个集量子力学、分子力：多范围的软件结合成一个集量子力学、分子力学、介观模型、分析工具模拟和统计相关为一体的建模环学、介观模型、分析工具模拟和统计相关为一体的建模环境。境。应用领域应用领域：材料、化工、物理等：材料、化工、物理等作用：作用：为化学家、材料科学家和工程师带来有力为化学家、材料科学家和工程师带来有力 模拟方法。模拟方法。设计更好的材料。设计更好的材料。u模块简介：模块简介：基本环境基本环境分子力学与分分子力学与分子动力学子动力学晶体、结晶与晶体、结晶与X X射线衍射射线衍射量子力学量子力学高分子与高分子与介观模拟介观模拟定量结构定量结构-性质关系性质关系 u重点介绍四个

30、模块：重点介绍四个模块：1.MS Visualizer模块模块 2.MS.DISCOVER模块模块 3.MS.Dmol3模块模块 4.MS.CASTEP模块模块1.MS Visualizer模块模块l概述：概述：提供了搭建分子、晶体、界面、表面及高分子材料结构模提供了搭建分子、晶体、界面、表面及高分子材料结构模型所需的所有工具，可以操作、观察及分析计算前后的结型所需的所有工具，可以操作、观察及分析计算前后的结构模型，处理图型、表格或文本等形式的数据，并提供软构模型，处理图型、表格或文本等形式的数据，并提供软件的基本环境和分析工具以支持件的基本环境和分析工具以支持Materials Studio

31、Materials Studio的其它的其它产品。是产品。是Materials StudioMaterials Studio产品系列的核心模块。产品系列的核心模块。lMS Visualizer的操作界面：的操作界面：工具栏工具栏 任任 务务 栏栏 模型可视化窗口模型可视化窗口 建模栏建模栏任务监控栏任务监控栏 背景背景:当前，可应用于大周期性体系的密度泛函理论（当前，可应用于大周期性体系的密度泛函理论（DFTDFT）取得了显著的）取得了显著的进展，已经成为解决材料设计、加工中难题的有效方法。人们依据这个理进展，已经成为解决材料设计、加工中难题的有效方法。人们依据这个理论可以使解释实验数据，预测

32、新晶体的结构、结合能和表面活性等基本性论可以使解释实验数据，预测新晶体的结构、结合能和表面活性等基本性质。这些工具可以用来指导设计新材料，允许研究人员理解基本的化学和质。这些工具可以用来指导设计新材料，允许研究人员理解基本的化学和物理过程。物理过程。绪论绪论:在本教程中，将学习如何使用在本教程中，将学习如何使用CASTEPCASTEP来计算弹性常数和其他的力学来计算弹性常数和其他的力学性能。首先我们要优化性能。首先我们要优化BNBN立方晶体的结构，然后计算它的弹性常数。立方晶体的结构，然后计算它的弹性常数。本指南主要包括以下内容：本指南主要包括以下内容：1 1 优化优化BNBN立方晶体的结构立

33、方晶体的结构 2 2 计算计算BNBN的弹性常数的弹性常数 3 3 弹性常数文件的描述弹性常数文件的描述计算计算BNBN的弹性常数的弹性常数目的：目的：使用使用 CASTEP CASTEP 计算弹性常数计算弹性常数模块：模块：Materials Visualizer,CASTEPMaterials Visualizer,CASTEP前提：前提：已使用已使用first principlesfirst principles预测了预测了AlAsAlAs的晶格常数的晶格常数1.1.优化优化BNBN立方晶体的结构立方晶体的结构 在计算弹性常数之前并不一定要进行几何优化，可以由实验观测到的在计算弹性常数之

34、前并不一定要进行几何优化，可以由实验观测到的结构计算出结构计算出C Cijij数据。尽管如此，如果我们完成晶胞的几何优化，可以获得数据。尽管如此，如果我们完成晶胞的几何优化，可以获得更多相容的结果，进而计算与理论基态对应的弹性常数。更多相容的结果，进而计算与理论基态对应的弹性常数。弹性常数的精确度，尤其是切变常数的精确度，主要取决于弹性常数的精确度，尤其是切变常数的精确度，主要取决于SCFSCF计算的计算的品质，特别是布里渊区取样和波函数收敛程度的品质。所以我们设置品质，特别是布里渊区取样和波函数收敛程度的品质。所以我们设置SCFSCF、k k点取样和点取样和FFTFFT格子的精度为格子的精度

35、为FineFine。首先导入首先导入BNBN结构结构 在 菜 单 栏 中 选 择在 菜 单 栏 中 选 择 F i l e/F i l e/ImportImport，从，从structures/semiconductorsstructures/semiconductors中中选中选中BN.msiBN.msi，按，按ImportImport按钮，按钮，输入输入BNBN的晶体结构，见右图。的晶体结构，见右图。为了节省计算时间，由为了节省计算时间，由Build/Symmetry/Build/Symmetry/Primitive CellPrimitive Cell将此将此conventional r

36、epresentation conventional representation 转化为转化为primitive primitive representation.representation.现在设置几何优化现在设置几何优化 从工具栏中选择从工具栏中选择CASTEPCASTEP工具工具 ，然后从下拉列中选择然后从下拉列中选择CalculationCalculation（或从（或从菜单栏中选择菜单栏中选择Modules/CASTEP/Modules/CASTEP/CalculationCalculation）。）。CASTEP CalculationCASTEP Calculation对话框

37、见右图：对话框见右图：在在SetupSetup标签中，把标签中，把TaskTask设置为设置为Geometry OptimizationGeometry Optimization，把，把Quality Quality 设设置为置为FineFine，并且把，并且把FunctionalFunctional设置为设置为GGA GGA and PW91and PW91。按下按下moremore按钮，选中按钮，选中Optimize cellOptimize cell。关闭关闭CASTEP Geometry OptimizationCASTEP Geometry Optimization对话对话框。框。选

38、择选择ElectronicElectronic标签，按下标签，按下More.More.按钮以得到按钮以得到CASTEP Electronic CASTEP Electronic OptionsOptions对话框。把对话框。把Derived gridDerived grid的设置从的设置从StandardStandard改为改为FineFine。关闭。关闭CASTEP Electronic OptionsCASTEP Electronic Options对话框。对话框。选择选择Job ControlJob Control标签，设定本地机运算。标签，设定本地机运算。按下按下CASTEP Calc

39、ulationCASTEP Calculation对话框中的对话框中的RunRun按钮。按钮。优化之后，此结构的晶胞参数应为优化之后，此结构的晶胞参数应为a=b=c=2.574a=b=c=2.574。现在我们可以继。现在我们可以继续计算优化结构的弹性常数。续计算优化结构的弹性常数。或按右键显示或按右键显示2.2.计算计算BNBN的弹性常数的弹性常数 BN CASTEP GeomOpt/BN.xsdBN CASTEP GeomOpt/BN.xsd处处于激活状态。于激活状态。选择选择CASTEP CASTEP CalculationCalculation对话框中的对话框中的SetupSetup标签

40、，标签，从从TaskTask的下拉清单中选择的下拉清单中选择Elastic Elastic ConstantsConstants。按下按下More.More.按钮，按钮，CASTEP CASTEP Elastic ConstantsElastic Constants对话框见右图。对话框见右图。将将Number of steps for each Number of steps for each strainstrain由由4 4增加为增加为6 6，按，按RunRun运行。运行。CASTEPCASTEP的弹性常数计算任务的的弹性常数计算任务的结果以一批结果以一批.castep.castep输出文

41、件的形式输出文件的形式给出。这些文件中的每一个文件都给出。这些文件中的每一个文件都代表确定的晶胞在假设的应变模式代表确定的晶胞在假设的应变模式和应变振幅下的几何优化运行结果。和应变振幅下的几何优化运行结果。这 些 文 件 的 命 名 约 定 为：这 些 文 件 的 命 名 约 定 为：seedname_cij_m_nseedname_cij_m_n。对于给定的。对于给定的模式来说，模式来说，m m代表当前的应变模式，代表当前的应变模式，n n代表当前的应变振幅。代表当前的应变振幅。6仅取一种应仅取一种应变模式变模式 从属性清单中选择从属性清单中选择Elastic constantsElasti

42、c constants，从，从BNBN的弹性常数计算工作中得到的结果文件的弹性常数计算工作中得到的结果文件BN.castepBN.castep应应自动显示在自动显示在Results fileResults file选框中。按下选框中。按下CalculateCalculate按按钮。计算结束后产生一个新的文档钮。计算结束后产生一个新的文档BN Elastic BN Elastic Constants.txtConstants.txt。此文档中的信息包括此文档中的信息包括：*输入的应变和计算出的应力的总结输入的应变和计算出的应力的总结*每一种应变模式线性拟合和拟合质量的计算结果每一种应变模式线性拟

43、合和拟合质量的计算结果*给定对称性下计算出的应力与弹性常数之间的对应给定对称性下计算出的应力与弹性常数之间的对应*弹性常数弹性常数CijCij和弹性柔量和弹性柔量SijSij的表格的表格*导出量：体积模量和其倒数、压缩系数、杨氏模量、导出量：体积模量和其倒数、压缩系数、杨氏模量、PoissonPoisson比、比、Lame Lame 常数常数(用于模拟各向同性介质用于模拟各向同性介质)CASTEP CASTEP可以使用这些结果来分析每一个运行计算出来的压力张量，产生可以使用这些结果来分析每一个运行计算出来的压力张量，产生一个有关弹性性质的文件。一个有关弹性性质的文件。从工具栏中选择从工具栏中选

44、择CASTEP CASTEP 工具，然后选择工具，然后选择AnalysisAnalysis或者从菜单栏或者从菜单栏中选择中选择Modules|CASTEP|AnalysisModules|CASTEP|Analysis。3 3 弹性常数文件的描述弹性常数文件的描述 对于这种点阵类型，需要考虑两种应变模式对于这种点阵类型，需要考虑两种应变模式(本教程只计算了一种本教程只计算了一种)。对。对于每一种应变模式，都有一个计算出的应力的总结于每一种应变模式，都有一个计算出的应力的总结(由各自的由各自的.castep.castep文件得文件得到到)。=Elastic constants from Mate

45、rials Studio:CASTEP =Summary of the calculated stresses *Strain pattern:1=Current amplitude:1 Transformed stress tensor(GPa):-4.990578 0.000000 0.000000 0.000000 -6.907159 0.953658 0.000000 0.953658 -6.908215 Current amplitude:2 Transformed stress tensor(GPa):-5.949042 0.000000 0.000000 0.000000 -7.

46、093625 0.571307 0.000000 0.571307 -7.094263 提供了应力，应变的组成和弹性常数张量之间联系的所有信息。在这一阶段，每一个弹性常数均有一个简洁的指数代表而不是由一对ij指数代表。稍后会在文件夹中给出压缩符和常规的指数标定之间 的对应。和弹性系数相对应的应力(压缩符)：1 7 7 4 0 0 as induced by the strain components:1 1 1 4 0 0 在下面的表格中给出了每一种应力组成的应力-应变线性适配关系:Stress Cij value of value of index index stress strain 1

47、 1 -4.990578 -0.003000 1 1 -5.949042 -0.001800 1 1 -6.891618 -0.000600 1 1 -7.838597 0.000600 1 1 -8.784959 0.001800 1 1 -9.726562 0.003000 C(gradient):788.920238 Error on C :0.945626 Correlation coeff:0.999997 Stress intercept:-7.363559 此梯度提供了弹性常数的数值（或弹性常数的线性组合），适配的质量，由相关系数表示，提供了另人满意的弹性常数的不确定度。在进一步

48、的分析中没有使用压力的切点值,它很简单的指示出收敛的基态离最初的结构有多远。所有应变模式的结果总结如下：=Summary of elastic constants =id i j Cij(GPa)1 1 1 788.92024+/-0.946 4 4 4 447.55108+/-0.749 7 1 2 148.70983+/-0.754 The errors are only provided when more than two values for the strain amplitude were used,since there is no statistical uncertaint

49、y associated with fitting a straight line to only two points.弹性常数以常规的6x6张量的形式显示出,随后弹性柔量（compliances）以相似的6x6形式显示出：=Elastic Stiffness Constants Cij(GPa)=Elastic Compliance Constants Sij(1/GPa)=0.0014282 -0.0002075 -0.0002075 0.0000000 0.0000000 0.0000000 -0.0002075 0.0014282 -0.0002075 0.0000000 0.000

50、0000 0.0000000 -0.0002075 -0.0002075 0.0014282 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0023533 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0023533 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0023533文件的最后部分包含推出的属性:736.57379 125.20883 125.20883