GPUMD 冷热源与空间温度分布
冷热源与空间温度分布，包含终端命令、完整输入与集群实际算例。
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本文使用鸢算科技集群GPUMD 5.9.1实际运行结果。先下载全部实例与绘图脚本并解压，进入gpumd-examples目录。参考结果在cases，新运行放在work；不要在参考目录重复运行，让输出不断追加。
本篇做什么#
将864原子长条硅按x方向划分12组，设置冷热源并统计温度剖面。
1 准备算例#
python new-case.py 13-nemd
cd work/13-nemd
ls
附件中已包含结构与势文件，不需要自己输入几百行坐标。若要从自己的结构开始，请先阅读建模与输入文件。
2 查看和修改输入#
model.xyz中的group整数从0开始。heat_lan 300 100 30 0 6表示0组330 K、6组270 K；整个体系周期边界，热量向两个方向传递。
13-nemd / run.in
potential potential.txt
velocity 300
time_step 1
ensemble nvt_nhc 300 300 100
run 10000
ensemble heat_lan 300 100 30 0 6
compute 0 10 100 temperature
dump_thermo 1000
run 200000
3 提交并检查进度#
sbatch run.sh
squeue -u "$USER"
tail -n 20 run.log
默认脚本用于V100核时队列。P100或套餐用户先运行yskit，选择复制Slurm脚本及匹配的用户类型、GPUMD版本、GPU型号。单进程启动，不要再套mpirun启动多个相同实例。
本例在计算节点执行的命令为：
gpumd > run.log 2>&1
这条命令已经在提交脚本内，平时只需sbatch run.sh。等待任务结束、查看日志，再读取结果。
4 查看结果和本次数据#
compute 0 10 100 temperature每1000步写一次组温度。本例只演示源汇和温度剖面，不直接拟合正式热导率。计算热导率还需要稳态热流、有效截面积及双向传热因子，拟合应排除温控区及界面跳温。
head -n 12 compute.out
| 本次集群算例 | 实际数值摘要 |
|---|---|
13-nemd |
后半程平均温度 (K)：296.526；后半程体积 (ų/atom)：20.0239 |
本次compute.out开头的数据（完整文件在附件中）：
3.226108e+02 3.069849e+02 3.057420e+02 2.834704e+02 2.901117e+02 2.969841e+02 2.746348e+02 2.850474e+02 2.970239e+02 2.725073e+02 2.972725e+02 3.068520e+02 -9.459424e-01 2.917124e+00
3.297999e+02 3.287006e+02 3.252494e+02 2.963825e+02 2.932359e+02 2.981749e+02 2.746558e+02 2.812148e+02 3.082713e+02 2.909326e+02 2.903190e+02 3.088894e+02 -4.281901e+00 3.007288e+00
3.300258e+02 3.354469e+02 3.198728e+02 2.985698e+02 2.984440e+02 2.981774e+02 2.820820e+02 2.783341e+02 2.928662e+02 2.920186e+02 3.053018e+02 3.100746e+02 -5.687187e+00 4.877246e+00
3.240613e+02 3.156084e+02 3.099687e+02 2.822396e+02 2.961440e+02 2.859947e+02 2.720798e+02 2.968008e+02 3.102333e+02 3.039124e+02 3.079925e+02 3.364618e+02 -9.142463e+00 7.606379e+00
工具选择与输入格式#
GPUMDkit提供gpumdkit.sh -plt nemd Auto 1 20 --save --save-data。但1.5.8按冷源组编号加1推断温度组数，本例有12个组、冷源为6，不能按它推断的7组读取14列compute.out。不要裁掉真实温度列或篡改冷源编号来迎合脚本；本篇使用附件plot.py读取全部12组，保留周期冷热源布局。
5 用自己的输出重新画图#
回到附件根目录，加载绘图环境：
cd ../..
module load ase/3.29.0
python plot.py --chapter nemd --root work
如果想先查看附件里的参考数据，执行python plot.py --chapter nemd。生成的图片在相应根目录的figures中，脚本只读取数据，不修改结果。
换成自己的体系时#
先确认结构、元素和势函数适用范围，再确定温度、边界条件、时间步长与统计长度。随机初速度会使短程数值不同；复现时先比较数量级、趋势、能量稳定性和输出维度。正式研究应做势函数可靠性、尺寸与时间收敛检查。