使用WELSIM生成LAMMPS求解器输入文件

LAMMPS（Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator）是一款优秀的通用分子动力学开源计算软件，基于GPL协议，主要用于模拟原子、分子和宏观颗粒的系统，可以在Windows和Linux操作系统上运行。它由美国Sandia国家实验室开发，适用于从材料科学到生物物理等多个领域的研究。求解器支持丰富的力场，多种原子类型，优秀的求解性能，支持并行和GPU计算等，可计算各种复杂的微观模型。LAMMPS已经广泛用于学术与工业界。目前最新的版本是2024August29，项目方开源了全部代码，同时提供了编译后的可执行程序和大量实例。

LAMMPS求解器输入文件格式简洁明了，和大多数有限元计算格式相似，易于学习。文件后缀名可以任意，但常使用*.in。控制输入文件，含有分析类型，计算区域，力场，边界条件，初始条件等信息。同时，输入文件可以读取外部其他文件，如读取单独的分子数据文件。这和有限元文件输入文件类似，将数据量较大的网格文件独立出来单独读写。不同的是，Lammps的分子文件中包含的是原子坐标，质量，分子键，bounding box等信息。

为了更好的支持开源求解器与仿真社区，WELSIM近期支持了LAMMPS的前后处理，用户可以快速的生成LAMMPS计算所需的输入文件。用户在定义完模型后，在菜单栏的工具（Tools）选项中，选择输出LAMMPS文件，即可在指定目录得到求解器文件。

导出成功后，会生成一个名为lammps_welsim.in的求解器输入文件，可以直接用于分子动力学的求解计算。

同时，WELSIM可以直接调用LAMMPS进行计算。当下载LAMMPS求解器文件后，可以通过首选项 – 求解器 - LAMMPS可执行文件，来配置求解器lmp.exe的路径。定义好模型后，可以直接求解，并得到结果文件。

由于LAMMPS是默认的分子动力学求解器，当进行联合求解时，无需将分析设置节点（Study Settings）的求解器属性设定为LAMMPS。

已经支持的命令

最新版的LAMMPS共有近100个通用命令，目前WELSIM已经支持了36个命令，占全部命令的36%，且全部为核心命令，已经满足常用的分析。支持的命令如下。

控制命令：atom_modify, atom_style, boundary, comm_modify, comm_style, compute, compute_modify, create_atoms, create_bonds, create_box, dimension, displace_atoms, dump, dump_modify, echo, fix, group, include, lattice, log, mass, neigh_modify, neighbor, newton, pair_coeff, pair_modify, pair_style, region, run, special_bonds, thermo, thermo_modify, thermo_style, timestep, units, velocity

更多的求解器命令会随着版本迭代和用户需求，不断增加。

计算结果后处理

目前，WELSIM已经支持了部分分子动力学相关的后处理功能。可以读取LAMMPS计算生成的log文件log.lammps，和结果文件dump.lmps。并以云图显示计算结果。

总结

本文介绍了使用WELSIM生成LAMMPS计算文件，和联合求解的设置。得益于优异的GUI，用户可以快速生成高质量的LAMMPS输入文件。

LAMMPS使用GPL开源协议，WELSIM的安装包中不含LAMMPS求解器。用户需要自行下载求解器。通过简单配置，即可使用WELSIM与LAMMPS联合求解工程问题。

LAMMPS输入文件的功能已经在2025R1开发版中，会在正式版和以后的版本中不断维护与增强。其他开源求解器的支持，可以参考《使用WELSIM生成SU2求解器文件》，《使用WELSIM调用OpenRadioss进行显示动力学分析》，《使用WelSim生成FrontISTR网格与输入文件》，《使用WELSIM生成MFEM初始网格文件》，《使用WELSIM生成电磁计算软件Palace的求解器文件》, 《使用WELSIM生成Elmer FEM求解器输入文件》。

WelSim与作者不隶属于LAMMPS。和LAMMPS开发团队与机构没有直接关系。这里引用LAMMPS仅用作技术博客文章与软件使用的参考。