チュートリアル

LAMMPS
散逸粒子動力学（DPD）
V11.2.1
2022年8月2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
•

ジブロックコポリマーの相分離構造を、DPD法により予測する手順を示します。構造の定量的な評価方法の一つとしてここでは散乱関数を算出します。

参考文献: R. D. Groot and T. J. Madden, J. Chem. Phys, 108, 20, (1998), 8713.

初期構造

得られる構造※全原子MDの構造にマッピングする方法を本資料最後で示しています。

※

DPDパラメータの算出方法はGromacsチュートリアルをご参照ください。

注意点：•

プロフェッショナル版エコノミー、学生版では本書で紹介する機能をご利用頂けません。
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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

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「dpd」と入力して保存をクリックします。
2. MD | LAMMPS | 散逸粒子動力学法 | DPDセルビルダをクリックします。
3. Monomers AvailableのAを選択しAddをクリックします。
4. Enter Valueで「3」と入力しOKをクリックします。
5. 同様にBを選択しAddをクリックし、 Enter Valueで「3」と入力しOKをクリックします。

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I.

系のモデリング

1. Monomers Usedの右のAddをクリックします。
2. Enter Valueで「1440」と入力しOKをクリックします。

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I.

系のモデリング

1. BuildをクリックしEnter Valueに「5.0」と入力してOKをクリックするとメインウィンドウにジブロックポリマー（A-A-A-B-B-Bという組成）がランダムに配置された構造が出現します。

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I.
1.

系のモデリング（周期境界条件の表現形式）｜セルの内側に原子単位で再配置をクリックし、粒子AとBの分布を見やすくします。

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I.

系のモデリング

1. MD | LAMMPS | 散逸粒子動力学法 | ポテンシャル編集をクリックします。
2. NewをクリックしEnter nameに「groot」と入力しOKをクリックします。
3. Nonbondタブをクリックし2行目の「A B 15.00 1.000」の行をクリックします。
4. その下の左側のテキストボックスの値を「15」から「21」に変更し、Setをクリックします。
（Aij、Rcutともに単位は無次元）
5. OKをクリックし、DPD Potential Editorを閉じます。

任意のモノマーについてAijを決める方法は何通りかあり、そのうちの一つはGromacsチュートリア
ル 溶解度・χ・DPDパラメータで紹介しています。
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II. 計算の実行（平衡化）
1. ソルバから「LAMMPS」を選択し、 (ワークフロー設定)をクリックします。
2. 「電荷が設定されていない分子が含まれます。電荷を設定しますか？」と聞か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、ReaxFF、散逸粒子動力学法向け）をチェックしNextをクリックします。
4. 散逸粒子動力学法を使用して計算をチェックしPotential fileで「groot」を選択しOKをクリックします。
5. 「力場が設定されました」と出たらOKをクリックします。
6. Presetを「DPD NVT Equilibration」に変更します。
7. 計算精度を落として計算を早く終了させたい場合は1st job、2nd jobのPrecisionを「Low」に変更します。
8. 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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II. 計算の実行（本計算）
1. work1_LMP_MIN、work2_LMP_NVEの2つの作業フォルダの状態がENDまたはEND(-)に変化
したら、（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. work2_LMP_NVEを選択しOKをクリックします。
4. Presetを「DPD NVT Production」に変更します。
5. 計算精度を落として計算を早く終了させたい場合は1st jobのPrecisionを「Low」に変更します。
6. 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. 結果解析
1. work3_LMP_NVEの作業フォルダの状態がENDまたはEND(-)に変化したら、work3_LMP_NVEをクリックし、アクションのAnimationをクリックします。
2. アニメーション操作エリアで(Play/pause)をクリックするとトラジェクトリが可視化され、ラメラ相に収束してく様子が分かります。

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III. 結果解析
1. アクションのScattering Functionをクリックします。
2. units = ljにチェックを入れ、First Frameに1800と入力しDrawをクリックします。ラメラ構造の繰り返し単位に近い、波数q～1、長さl～6.42（l = 2π/q）程度のところにピークが確認できる。

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補足1: 分岐の作成
StartおよびEndにより分子に分岐（Branch）を導入できる。
例）星形ポリマー

Start：直前の粒子から分岐を発生
End：Startで開始した分岐を終了

櫛形ポリマーCopyright 2008-2023 X-Ability Co., Ltd.

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補足2: 古典MDの座標への変換
DPDで取得した粒子配置から、古典（全原子）MDの座標を取得したい場合は、MD | ポリマー | モノマー割り付けを選ぶ。
Monomer欄において、各粒子に対してどのモノマーを割り付けるか指定し、Densityを指定した後、Buildする。
モノマーは、MD | ポリマー | モノマー登録にて登録されている必要がある。
（詳細は「WinmostarTM LAMMPSチュートリアル ガラス転移温度（ポリマー）」を参照）
ただし、粒子数が多いほど変換に長い処理時間が必要となる。

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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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