004 计算材料科学领域

Post date: 2015/2/8 上午 05:33:05

1、LAMMPS

LAMMPS即Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator,可以翻译为大规模原子分子并行模拟器,主要用于分子动力学相关的一些计算和模拟工作,一般来讲,分子动力学所涉及到的领域,LAMMPS代码也都涉及到了。

LAMMPS由美国Sandia国家实验室开发,以GPL licence发布,即开放源代码且可以免费获取使用,这意味着使用者可以根据自己的需要自行修改源代码。LAMMPS可以支持包括气态,液态或者固态相形态下、各种系综下、百万级的原子分子体系,并提供支持多种势函数。且LAMMPS有良好的并行扩展性。

DL_POLY是串行和并行分子动力学模拟软件包。DL_POLY目前有两个版本。DL_POLY_2是原始版本,用复制数据的方法并行化,适用于在100个处理器上模拟三万个原子的情况;DL_POLY_3的并行化使用区域分解,适用于在8至1024个处理器上,模拟百万量级的原子。对于一个DL_POLY许可,同时提供两个版本。DL_POLY还提供基于JAVA语言的图形用户界面。

SIESTA是一个可以免费索取许可的学术计算软件,用于分子和固体的电子结构计算和分子动力学模拟。SIESTA 使用标准的Kohn-Sham 自恰密度泛函方法,计算使用完全非局域形式(Kleinman-Bylander)的标准守恒赝势。基组是数值原子轨道的线性组合(LCAO)。它允许任意个角动量,多个zeta,极化和截断轨道。计算中把电子波函和密度投影到实空间网格中,以计算Hartree和XC势,及其矩阵元素。除了标准的Rayleigh-Ritz本征态方法以外,程序还允许使用占据轨道的局域化线性组合。使得计算时间和内存随原子数线性标度,因而可以在一般的工作站上模拟几百个原子的体系。

GULP最初设计的目的是拟合立场,现在已经逐步发展成为模拟凝聚态物质的通用代码,可以模拟无机固体、团聚体、缺陷、表面、界面以及聚合物等。

PWscf计算软件是意大利理论物理研究中心发布的Quantum-ESPRESSO计算软件包中的两大模块之一。Quantum-ESPRESSO软件包的开发遵守GNU自由软件的协议,是基于密度泛函理论,应用平面波基组和赝势方法的第一性原理计算软件。先前由于计算软件的落后而使得一些有用的方法如线性响应、超软赝势CP分子动力学(MD)方法等,受到了应用上的阻碍,这个软件的发布正是基于这种情况,从而提供了应用这些方法的一个平台。它包括两大模块:PWscf和CPMD。

ABINIT的主程序使用赝势和平面波,用密度泛函理论计算总能量,电荷密度,分子和周期性固体的电子结构,进行几何优化和分子动力学模拟,用TDDFT(对分子)或GW近似(多体微扰理论)计算激发态。此外还提供了大量的工具程序。程序的基组库包括了元素周期表1-109号所有元素。ABINIT适于固体物理,材料科学,化学和材料工程的研究,包括固体,分子,材料的表面,以及界面,如导体、半导体、绝缘体和金属。

2、DL_POLY

3、SIESTA

4、GULP

5、PWscf

6、ABINIT