LAMMPS 压力相关函数与黏度

本文使用鸢算科技集群 LAMMPS 30 Sep 2026 的真实计算。下载输入、参考轨迹、分析脚本与数据图（约 72.5 MB），解压后进入 lammps-examples。cases 保存参考结果，inputs 保存干净输入，使用 new-case.py 创建自己的计算副本。

要完成什么#

本例同时记录 pxy、pxz、pyz 的自相关，以 LJ 单位示范 Green–Kubo 黏度积分。三个剪切分量平均后，前因子为 V/T；它与热流积分的 1/(V T²) 不同。

黏度是平衡涨落的长时间统计量，小体系或短轨迹的运行积分常有明显起伏。本篇展示从压力时间序列到相关积分的操作，不将积分终点当作自动收敛值。正式结果要报告平台选择、多段误差、温压与体积。

剪切流模拟属于另一种路线，需要正确扣除流动速度和温控偏置；不能在有明显流动时把普通温度和剪切应力波动直接代入平衡公式。

1 准备并提交#

python new-case.py lj-correlations
cd work/lj-correlations
sbatch run.sh

run.sh 是本算例匹配的核时 P100 或 V10016G 模板。套餐用户按自己的权限使用 yskit 生成提交脚本，保留下面的计算命令。完整模拟在计算节点执行。其他例子回到资料包根目录，替换目录名后分别提交。

2 实际计算命令与输入#

lj-correlations#

mpirun -np 1 lmp -sf gpu -pk gpu 1 -in in.lammps > stdout.log 2>&1

下面是 lj-correlations/in.lammps 的完整输入；其他目录的完整输入也在资料包中。

units lj
atom_style atomic
boundary p p p
lattice fcc 0.8
region box block 0 8 0 8 0 8
create_box 1 box
create_atoms 1 box
mass 1 1
pair_style lj/cut 2.5
pair_coeff * * 1 1 2.5
pair_modify shift yes
neighbor 0.3 bin
neigh_modify every 1 delay 0 check yes
thermo 100
thermo_style custom step time atoms temp pe ke etotal press vol density
thermo_modify norm no format float %.12g
velocity all create 1 492182 mom yes dist gaussian
timestep .004
fix eq all nvt temp 1 1 .5
run 8000
unfix eq
reset_timestep 0
fix int all nve
compute keatom all ke/atom
compute peatom all pe/atom
compute stress all stress/atom NULL virial
compute heat all heat/flux keatom peatom stress
variable pxy equal pxy
variable pxz equal pxz
variable pyz equal pyz
fix heatcorr all ave/correlate 5 200 1000 c_heat[1] c_heat[2] c_heat[3] type auto ave running file heat.corr
fix pcorr all ave/correlate 5 200 1000 v_pxy v_pxz v_pyz type auto ave running file stress.corr
dump tr all custom 200 trajectory.lammpstrj id type x y z vx vy vz
dump_modify tr sort id
run 40000
write_data final.data

3 查看输出与实际数据#

tail -n 30 stdout.log
ls -lh

stdout.log 是计算输出；轨迹保存在 trajectory.lammpstrj（适用的算例），结构保存在 final.data。静态扫描和 run 0 对照不一定生成动力学轨迹。以下动态均值取最后一个热力学输出块的后半段；静态结果取对应输出，单位随输入确定。

LJ/珠簧例子使用约化单位；metal 为 K、g/cm³、eV；水的 real 单位为 K、g/cm³、kcal/mol。势能列是整个体系的总量，跨不同原子数不可直接相比。

4 提取数据与重画#

回到附件根目录，使用已经安装的 ASE Python 环境执行真实数据分析脚本：

module load ase/3.29.0
python analyze.py --root .
ls analysis
ls figures

脚本使用 NumPy/Matplotlib，读取参考日志、轨迹和相关函数，生成 CSV 与 PNG。查看 analyze.py 中本篇对应目录的处理段，可以把路径换成你的新结果。完整脚本按本专题的全部参考目录组织，单个新算例不需要假造其他目录来运行；提取对应段即可。

进一步查阅#

• LAMMPS专题目录
• 官方30 Sep 2026手册
• GPU与KOKKOS包的详细使用范围

官方黏度方法说明