8. 基础知识

此部分描述了如何使用 LAMMPS 为用户和开发人员执行各种任务。术语表页面还列出了 MD 术语，以及相应 LAMMPS 手册页的链接。 LAMMPS 源代码分发的 examples 目录中包含的示例输入脚本以及示例脚本页面上突出显示的示例输入脚本还展示了如何设置和运行各种模拟。

8.1.通用基础知识

8.2. 设置入门

8.2.1.二维模拟

8.2.2.类型标签

2022 年 9 月 15 日版本中的新增功能。

LAMMPS 中的每个原子都有一个关联的数字原子类型。类似地，每个 bond, angle, dihedral, 和 improper都被指定为键类型、角类型等。

这些类型的主要用途是将势（力场）参数映射到原子、 bond, angle, dihedral, 和 improper的相互作用。

默认情况下，类型值以 1 到 Ntypes 之间的整数形式输入，无论它们出现在 LAMMPS 输入或输出文件中。每次交互的 Ntype 总数在创建模拟框时被“锁定”。

LAMMPS 最近添加的一项功能是使用字符串（称为类型标签）作为替代方案。使用类型标签代替数字类型在各种场景中都具有优势。例如，类型标签可以使输入更具可读性和通用性（即，可以通过为类型分配不同数值的不同系统使用 include 命令。这种通用性也适用于其他输入，例如由 read_data 读取的数据文件或由 read_data 读取的分子模板文件分子命令。请参阅下面的列表，了解可以以不同方式使用类型标签的其他命令。

LAMMPS 将在内部继续使用数字类型，这意味着许多以前的限制仍然适用。例如，在创建模拟框时，类型的总数被锁定，并且即使没有被任何交互使用，也必须提供每种类型的潜在参数。

所有类型种类（原子类型、键类型等）的类型标签集合存储为“标签映射”，它只是数字类型及其关联类型标签的列表。在类型种类中，每个类型标签必须是唯一的。它只能分配给一种数字类型。要在给定类型种类的数据文件中读取和写入类型标签，所有关联的数值类型都需要分配一个类型标签。可以使用 labelmap write 命令保存部分映射，并使用 include 命令读回。

有效的类型标签可以包含大多数 ASCII 字符，但不能以数字、“#”或“*”开头。此外，标签不得包含空格字符。在 LAMMPS 输入中使用 labelmap 命令时，如果类型标签中出现某些字符，例如单引号 (') 或双引号 (") 或 '#' 字符，则标签必须放入双引号、单引号、或三引号（“””）。三引号允许使用最通用的类​​型标签字符串，但它们需要有前导和尾随空格。定义类型标签时，空格将被忽略。例子：

labelmap angle 1 """ C1'-C2"-C3# """

此命令会将字符串 `C1'-C2"-C3#` 映射到角度类型 1。

有两种定义标签映射的方法。一种是通过 labelmap 命令。另一种是通过 read_data 命令。数据文件可以包含原子类型标签、键类型标签等部分，这些部分将类型标签分配给数字类型。可以通过  write_data 命令将标签映射写入数据文件。该映射还可以通过 write_restart 和 read_restart 命令写入重新启动文件或从重新启动文件中读取。

在 LAMMPS 输入或输出中使用类型标签 

许多采用数字类型作为参数的 LAMMPS 输入脚本命令可以改用关联的类型标签。如果没有为特定数字类型定义类型标签，则只能使用其数字类型。

此示例为原子类型分配标签，然后使用类型标签重新定义对系数。

pair_coeff 1 2 1.0 1.0              # numeric types
labelmap atom 1 C 2 H
pair_coeff C H 1.0 1.0              # type labels

向各种命令添加对类型标签的支持是一个正在进行的项目。如果输入脚本命令（或命令读取的文件中的部分）允许用类型标签替换数字类型参数，则该命令的文档页面中将明确提及。

作为临时措施，输入脚本命令可以利用变量以及如何在输入处理过程中扩展变量。变量可以使用将类型标签字符串转换为当前标签映射中定义的各自数字的函数。详细信息请参见变量命令。

例如，如果尚不支持类型标签，则pair_coeff命令可以与类型标签一起使用，无论是使用显式变量命令还是pair_coeff命令中使用的隐式变量。

labelmap atom 1 C 2 H
variable atom1 equal label2type(atom,C)
variable atom2 equal label2type(atom,H)
pair_coeff ${atom1} ${atom2} 1.0 1.0

labelmap atom 1 C 2 H
pair_coeff $(label2type(atom,C)) $(label2type(atom,H)) 80.0 1.2

可以使用标签类型的命令