LAMMPS

LAMMPS (англ. Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator) — свободный пакет для классической молекулярной динамики, написанный группой из Сандийских национальных лабораторий. Пакет может применяться для крупных расчётов (до десятков миллионов атомов^[1]). Для работы на многопроцессорных системах используется интерфейс MPI. Пакет распространяется по лицензии GPL и доступен в виде исходных кодов, а также скомпилированных пакетов для Linux и Windows.

LAMMPS
Тип	Молекулярная динамика
Разработчик	Sandia National Laboratories
Написана на	C++
Операционная система	Кроссплатформенный
Последняя версия	Rolling release
Репозиторий	github.com/lammps/lammps
Лицензия	GPL
Сайт	lammps.sandia.gov

Особенности

Можно скомпилировать как параллельную версию LAMMPS (использует MPI), так и версию для запуска в однопроцессорном режиме.

Пример компиляции под Линукс

Копирование исходных кодов
git config --global http.postBuffer 1 000 000 000
git clone -b release https://github.com/lammps/lammps test

Компиляция (с дополнительным пакетом «ML-QUIP»^[2])
cd test; mkdir build; cd build
cmake ../cmake/
cmake -D PKG_ML-QUIP=yes ../cmake/
cmake --build .

Запуск построенной программы
./lma -h

В LAMMPS реализована поддержка большинства двухчастичных и многочастичных короткодействующих потенциалов (потенциалы Леннард-Джонса, Морзе, Юкавы, EAM, AI-REBO).

Реализованы методы Эвальда и PPPM (Particle-particle particle-mesh) для расчетов сил в системах с кулоновским взаимодействием.

Кроме МД, LAMMPS может применяться для проведения расчетов мезоскопических систем и коллоидных растворов. Для этого реализованы методы перидинамики, DPD (диссипативная динамика частиц), SRD (стохастическая вращательная динамика).

Использование списков соседей при расчетах короткодействующих сил.

Использование пространственной декомпозиции при расчетах на многопроцессорных системах.

Есть возможность записи атомных конфигураций в текстовый или бинарный файл. Начальная конфигурация атомов для расчета может быть как сгенерирована в программе, так и прочитана из бинарного/текстового файла.

Есть встроенные возможности анализа атомной конфигурации «на лету»: построение парной корреляционной функции, определение координационного числа, параметра центральной симметрии и др.

Встроенные термостаты, баростаты, методы добавления внешних сил и потенциальных стенок.

Возможность вывода в нативный формат для визуализатора AtomEye.

Использование графических процессоров для расчета (технология CUDA). Графические процессоры можно использовать только для потенциалов Леннард-Джонса и Кулона.

Приложения

Пакет LAMMPS имеет встроенные бенчмарки, которые могут использоваться, в частности, для независимого тестирования и определения быстродействия персональных компьютеров и их комплектующих.^[3],^[4]