チュートリアル

LAMMPS
融点計算
V11.1.2
2022年5月10日

株式会社クロスアビリティ

Copyright 2008-2023 X-Ability Co., Ltd.

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本書について•本書はWinmostar V11の使用例を示すチュートリアルです。

•初めてWinmostar V11をお使いになる方はビギナーズマニュアルを参照してください。

•各機能の詳細を調べたい方はユーザマニュアルを参照してください。

•

本書の内容の実習を希望される方は、講習会を受講ください。
– Winmostar導入講習会：基礎編チュートリアルの操作方法のみ紹介します。

– Winmostar基礎講習会：理論的な背景、結果の解釈の解説、基礎編チュートリアルの操作方法、基礎編以外のチュートリアルの一部の操作方法を紹介します。
– 個別講習会：ご希望に応じて講習内容を自由にカスタマイズして頂けます。
•

本書の内容通りに操作が進まない場合は、まずよくある質問を参照してください。

•よくある質問で解決しない場合は、情報の蓄積・管理のため、お問合せフォームに、不具合の再現方法とその時に生成されたファイルを添付しご連絡ください。

•

本書の著作権は株式会社クロスアビリティが有します。株式会社クロスアビリティの許諾な
く、いかなる形態での内容のコピー、複製を禁じます。
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概要・注意点•

Si結晶の1 atmにおける融点を、固液界面系のNPH一定計算から算出します。この方法では、NPH一定計算の最終温度と平衡化時の温度が一致する場合、その温度を融点とみなせます。
S. Yoo, X. C. Zeng and J. R. Morris, J. Chem. Phys., 120, 3, (2004), 1654-1656.

固相の平衡化
界面系の作成界面系の平衡化

界面系のNPH一定計算

結果の解析

液相の平衡化

注意点：•

分子の種類、初期密度に応じて平衡化に必要なステップ数は本例とは異なる場合はあります。

•相互作用計算方法や力場も計算結果に大きく影響します。

•システムサイズ（固相のリピート数）、初期温度、接触面の違いも結果に影響を与えます。

•

本書の計算では最終温度（2500 K付近）と平衡化時の温度（2300 K）が異なるため、本来なら最終温度を用いて再び全ての手順を繰り返す必要があります。
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動作環境設定•Winmostar V11.5.0以降を利用しかつ64bit環境をご利用の方は、CygwinWM 2023/04/05バージョン以降をインストール、環境設定してください。
–•

2023/04/05バージョン以降のCygwinWMには推奨バージョンの64bit版LAMMPSが同梱されています。

上記に該当し ない場合 、ま たは推奨バー ジョン 以外のLAMMPSを利 用 したい方は 、 別途
Windows版LAMMPSのインストールと環境設定が必要です。

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Winmostar V11の動作モード
V11にはプロジェクトモードとファイルモードの2つの動作モードが用意されています。
本書ではプロジェクトモードでの操作方法を解説します。
ファイルモードの操作方法はV10のチュートリアルを参照してください。

プロジェクトモード V11新機能
ユーザは個々のファイルを意識することなくジョブを管理できます。
基本的にこのモードを推奨します。
ファイルモード
ユーザは個々のファイルを明示的に作成、管理します。操作方法はV10以前と一緒です。

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I.

系のモデリング（固相）基本的な操作方法はLAMMPS基礎編チュートリアルを参照してください。
1. ファイル｜新規プロジェクトをクリックし、プロジェクト名に「si_sle」と入力して保存をクリックします。
2. ファイル｜インポート｜Samplesファイル｜si.cifをクリックします。
–

任意のファイルを読み込む場合はこの段階で代わりにファイル｜ファイルをインポートを使います。

3. ファイルをインポートダイアログで破棄して読み込みをクリックします。
4. 固体 | スーパーセルを作成をクリックしa, b, cを全て「3」に変更しOKをクリックします。

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II. 計算の実行（固相）1. ソルバからLAMMPSを選択し、(ワークフロー設定)を開きます。

2. 「電荷が設定されていない分子が含まれます...」と表示されたらいいえをクリックします。
3. パラメータファイルを使用（無機物系…）に選択してNextをクリックします。
4. Pair Styleを「tersoff」、Potential Fileを「SiC_1989.tersoff」に変更します。
5. OKをクリックし、「力場が設定されました」と表示されたらOKをクリックします。

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II. 計算の実行（固相）1. Presetを「Crystal NPT Equilibration」に変更し、 2nd job、3rd jobのTemperatureを「2300」に変更します。
2. OKをクリックし、ジョブの設定ウィンドウで適宜設定した後実行をクリックします。

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III.ポスト処理（固相）1. work1_LMP_MINからwork3_LMP_NPTまでの3つの作業フォルダの状態がENDまたはEND(-)に変化したら、作業フォルダで「work3_LMP_NPT」をクリックしアクションでCoordinate(Final)をクリックします。

2.

（ファイルをエクスポート）をクリックし、1階層上のsi_sle.wmpjdataフォルダの下に「si_solid.cif」というファイル名で保存します。

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IV.計算の実行（液相）
1. 再び（ワークフロー設定）をクリックします。

2. 「継続ジョブを実行しますか？…」と表示されたらはいをクリックします。
3. work3_LMP_NPTを選択しOKをクリックします。
4. Preset を 「 Fluid/Amorphous/Crystal NVT Production 」 に 変 更 し Temperature を「6000」に変更します。
5. OKをクリックし、ジョブの設定ウィンドウで適宜設定した後実行をクリックします。

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V. ポスト処理（液相）
1. work4_LMP_NVTの作業フォルダの状態がENDまたはEND(-)に変化したら、作業フォルダで「work4_LMP_NVT」をクリックしアクションでCoordinate(Final)をクリックします。
2.

（ファイルをエクスポート）をクリックし、1階層上のsi_sle.wmpjdataフォルダの下に「si_liquid.cif」というファイル名で保存します。

※ シミュレーションセル外側に原子が表示される場合がありますが、WinmostarではCIF形式で保存し読み込むとシミュレーションセルの内側に原子が再配置されるため問題ありません。

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VI. 系のモデリング（界面系）
1.

MD | 界面ビルダをクリックします。

2.

Cell 1の...ボタンをクリックし、P. 8でエクスポートしたsi_solid.cifを選択します。

3.

Cell 2の...ボタンをクリックし、P. 10でエクスポートしたsi_liquid.cifを選択します。

4.

DirectionタブのIntervalを「2」に変更し、Buildをクリックします。

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VI. 系のモデリング（界面系）
1.

(X軸方向から表示)をクリックします。

2.

(ウインドウサイズに合わせる)をクリックする。

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VII. 計算の実行（界面系）
1. 再び（ワークフロー設定）をクリックします。

2. 「継続ジョブを実行しますか？…」と表示されたらいいえをクリックします。
3. 「電荷が設定されていない分子が含まれます...」と表示されたらいいえをクリックします。
4. 「分子ごとに番号がソートされていません…」と表示されたらはいをクリックします。
5. パラメータファイルを使用（無機物系…）に選択してNextをクリックします。
6. Pair Styleを「tersoff」、Potential Fileを「SiC_1989.tersoff」に変更します。
7. OKをクリックし、「力場が設定されました」と表示されたらOKをクリックします。

8. Presetを「Crystal NPT Equilibration」に変更し2nd jobと3rd jobのTemperatureを「2300」に変更します。

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VII. 計算の実行（界面系）
1. 3rd jobのDetailsをクリックし、Pressure controlを「ｚ」に変更してOKをクリックします。
2. OKをクリックし、ジョブの設定ウィンドウで適宜設定した後実行をクリックします。

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VII. 計算の実行（界面系）
1. work5_LMP_MIN か ら work7_LMP_NPT ま で の 3 つ の 作 業 フ ォ ル ダ の 状 態 が END ま た はEND(-)に変化したら、再び（ワークフロー設定）をクリックします。
2. 「継続ジョブを実行しますか？…」と表示されたらはいをクリックします。
3. work7_LMP_NPTを選択しOKをクリックします。

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VII. 計算の実行（界面系）
1. Presetを「Crystal NPT Production」に変更しEnsembleを「NPH」に変更します。
2. Detailsをクリックし、Pressure controlを「ｚ」に変更してOKをクリックします。
3. OKをクリックし、ジョブの設定ウィンドウで適宜設定した後実行をクリックします。

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VIII. 結果解析
1. work8_LMP_NPHの作業フォルダの状態がENDまたはEND(-)に変化したら、作業フォルダで「work8_LMP_NPH」をクリックしアクションでEnergy Plotをクリックします。
2. Tempにチェックを入れ、Drawボタンを押すと温度変化が表示されます。
3. 特定時間範囲の平均温度を取得したい場合はグラフ下のOptions｜Calculate Averageを使用します。

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最後に•

各機能の詳細を調べたい方はユーザマニュアルを参照してください。

ユーザマニュアル

Winmostar 講習会の風景•

本書の内容の実習を希望される方は、Winmostar導入講習会、Winmostar基礎講習会、または個別講習会の受講をご検討ください。（詳細はP.2）•

本書の内容通りに操作が進まない場合は、まずよくある質問を参照してください。

•

よくある質問で解決しない場合は、情報の蓄積・管理のため、お問合せフォームに、不具合の再現方法とその時に生成されたファイルを添付しご連絡ください。
以上
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