SPPARKS 自旋变体、钉扎与应变

下载模型实操包。包含46个真实原生条件、完整输入、原始统计/轨迹、独立提取脚本和16张结构与数据图。使用SPPARKS08Oct25、Intel oneAPI C++2024.2.1 / IntelMPI2021.13；CPU入口要求兼容AVX512。可选模块 spparks/08Oct25-appfix-8173m 支持本组特殊模型，原默认模块仍保留。

先确定要改变哪条规则#

基础Ising/Potts教程之后，可以用这五个模型观察不同更新规则：ising/single、potts/neighonly、potts/pin、potts/strain、potts/strain/pin。本包每种给出两个随机种子，共10个条件，均为24×24站点；Ising使用四邻居，其余使用八邻居。不要将不同邻居数或能量约定的曲线直接当作相同哈密顿量比较。

pin 0.10 0 0选择约10%固定站点；Q=16时，固定态用17表示。set d1 value 1.5 if x >= 12给右半盒指定场，左半为0。这里的应变是影响跃迁率/有效温度的给定标量场，没有求解应力平衡，也没有输出材料弹性张量。组合模型使用可选appfix模块。

按顺序运行#

在申请到的CPU资源内，从新的解压目录执行。每个条件只运行一次，程序会保护已有结果目录。下面的短命令实际调用原生SPPARKS，每个条件1个MPI进程、1线程。

module purge
module load spparks/08Oct25-appfix-8173m
bash run.sh ising-single-s81001
bash run.sh potts-neighonly-s81001
bash run.sh potts-pin-s81001
bash run.sh potts-strain-s81001
bash run.sh potts-strain-pin-s81001-appfix
tail -n 16 work/ising-single-s81001/stdout.log

五种模型的完整输入#

inputs/ising-single-s81001/in.mc：

seed 81001
app_style ising/single
dimension 2
lattice sq/4n 1.0
region box block 0 24 0 24 -0.5 0.5
create_box box
create_sites box
set site range 1 2

sweep random
sector yes
temperature 0.5
diag_style energy
stats 1.0
dump 1 text 1.0 dump.sites id i1 x y z
run 10

inputs/potts-neighonly-s81001/in.mc：

seed 81001
app_style potts/neighonly 16
dimension 2
lattice sq/8n 1.0
region box block 0 24 0 24 -0.5 0.5
create_box box
create_sites box
set site range 1 16

sweep random
sector yes
temperature 0.5
diag_style energy
stats 1.0
dump 1 text 1.0 dump.sites id i1 x y z
run 10

inputs/potts-pin-s81001/in.mc：

seed 81001
app_style potts/pin 16
dimension 2
lattice sq/8n 1.0
region box block 0 24 0 24 -0.5 0.5
create_box box
create_sites box
set site range 1 16
pin 0.10 0 0

sweep random
sector yes
temperature 0.5
diag_style energy
stats 1.0
dump 1 text 1.0 dump.sites id i1 x y z
run 10

inputs/potts-strain-s81001/in.mc：

seed 81001
app_style potts/strain 16
dimension 2
lattice sq/8n 1.0
region box block 0 24 0 24 -0.5 0.5
create_box box
create_sites box
set site range 1 16
set d1 value 0.0
set d1 value 1.5 if x >= 12

solve_style tree
sector no
temperature 0.5
diag_style energy
stats 1.0
dump 1 text 1.0 dump.sites id i1 d1 x y z
run 10

inputs/potts-strain-pin-s81001-appfix/in.mc：

seed 81001
app_style potts/strain/pin 16
dimension 2
lattice sq/8n 1.0
region box block 0 24 0 24 -0.5 0.5
create_box box
create_sites box
set site range 1 16
set d1 value 0.0
set d1 value 1.5 if x >= 12
pin 0.10 0 0

solve_style tree
sector no
temperature 0.5
diag_style energy
stats 1.0
dump 1 text 1.0 dump.sites id i1 d1 x y z
run 10

实际结果怎么读#

种子81001的三个钉扎/应变条件中，钉扎模型与组合模型均保留57个固定站点；组合模型左右半盒的给定场始终为0和1.5。终点打印能量分别为1528（pin）、1842（strain）和2326（strain/pin）；这些数字反映不同模型条件，不用于简单排列“谁更好”。

先在dump中识别状态17，再比较其余晶粒形貌。程序中的状态编号是取向/晶粒标签，不是化学元素；标签颜色不同也不代表真实晶体取向角。

实际自旋/晶粒终态；钉扎态为Q+1。

给定应变场与固定站点：左右场值和钉扎掩膜保持不变。

提取数据和画图#

若只希望先看实际参考结果，在另一份新解压目录执行：

bash analyze.sh
head -n 12 analysis-reference/case-summary.csv
ls figures-reference

这一步读取包内原始 reference/work/，重新提取并绘图。若要分析自己完整重算的数据，在新目录内运行 bash run-all.sh；全部46个条件完成后生成 analysis/ 和 figures/。只单独跑一项时，先阅读该项 stdout.log 与 dump.sites，不要将少数目录冒充整包分析输入。

相关入口：SPPARKS专题、原生命令手册。模型说明。完整输入以下载包的08Oct25版本为准；不同模型的时间、能量与状态定义分别解释，不能直接套用为某种材料的秒、电子伏或微米。