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配置项说明

配置文件的示例见 $MD_PATH/example/config.md.yaml，其中配置文件的各个字段如下，你可以根据你的需求修改各选项的值。

$MD_PATH/example 目录下还提供了其他几个可以直接参考的完整示例：

示例文件说明
config.md.yaml最完整的示例，包含合金创建、PKA 级联（actions.set_v）、多个 dump 与热力学输出预设
config.md-npt.yamlNVT（Nosé-Hoover）弛豫 + NPT（MTTK）控温控压
deform/config.md-npt-tension.yaml单轴拉伸：actions.deform 沿 x 轴拉伸，NPT P_xyz 只对 y、z 轴控压
lj-cut/config.lj.yamlLennard-Jones（lj/cut）势函数 + FCC 晶格，配套参数文件 lj.pot
custom-potential/config.morse.yaml第三方势函数（custom）：使用随代码发布的 Morse 势示例 example/morse，需配合 --algo=verlet-list

配置项目录​

主要配置项如下：

配置项说明
simulation设置模拟原子数、晶格常数等基本属性
potential设置原子间的相互作用势函数（详见势函数配置项说明）
creation创建模拟体系的相关配置
read_phase读取已有的原子体系（如 dump 文件）来初始化模拟的相关配置
output轨迹文件和热力学信息输出的预设，日志输出控制
stages模拟的 stages
note

顶层的 title、version、contributors 等字段为配置文件的元信息（仅用于记录，如示例中的 title: "SUPRAMD/MISA-MD Configure File"），程序不会读取，可以自由填写或省略。

warning

simulation、creation、potential、output（其中 output.logs 亦不可省略）这几个配置块是必填的；缺少其中任何一个，程序都会在读取配置时报错退出。 read_phase 配置块本身可以省略（省略时等价于 read_phase.enable: false）。

simulation​

基本配置指定模拟的基本信息，如空间信息(晶格点数、截断半径等)等配置。

simulation.phasespace​

类型: Integer 数组, 长度: 3;
说明：模拟盒子大小，分别为 x、y、z 三个维度上的尺寸；单位为晶格常数（即该维度上的单胞/lattice 个数，而不是长度）， 实际的模拟盒子长度为 phasespace[i] × lattice_consts_3d[i]。
该选项为必填项;

simulation.lattice_const​

类型: Float;
单位: 埃, Å;
说明: 晶格常数; 对于立方晶系（BCC、FCC）而言，即通常意义上的晶格常数 a; 该选项为必填项;
如果 creation.lattice.pv 指定了原胞矢量，程序会在此基础上换算出三个方向上的实际晶格常数（见 creation.lattice.pv）。

simulation.cutoff_radius​

类型: Float;
单位: 埃, Å;
说明: 截断半径，即原子间相互作用力计算时的截断距离（真实长度，而非系数）; 该选项为必填项;

warning

在旧版本中，该配置项名为 cutoff_radius_factor（截断半径系数，实际的截断半径为该系数乘以晶格常数）。 新版本中该配置项已更名为 cutoff_radius，其值为截断半径的真实长度（单位 Å），程序不再识别 cutoff_radius_factor。 例如 BCC 铁（lattice_const: 2.85532）旧配置中的 cutoff_radius_factor: 1.96125，等价于新配置中的 cutoff_radius: 5.6。

simulation.def_timesteps_length​

类型：Float;
单位：皮秒, ps;
默认值：0.001 ps;
说明：模拟中默认的每一个时间步长度; stage 中未指定 step_length 时，将使用该值作为时间步长;

creation​

指定模拟初始化时创建模拟体系的相关参数;

creation.create_phase​

类型：Boolean;
默认值：true;
说明：true表示程序初始化时，按照给定参数(如温度)随机创建原子；false表示读入已有的原子信息以创建原子;
该选项需与 read_phase.enable 配合使用，两者不能取相同的值;

creation.create_seed​

类型：Integer;
默认值：1024;
说明：创建原子信息的随机数种子；仅 creation.create_phase 为 true 时有效;

note

程序会在该值的基础上叠加各 MPI 进程的进程编号，使不同进程抽到的随机数序列不同 （否则每个进程的子盒子会重复同一套随机的初始速度）。因此同一个 create_seed 在不同进程数下得到的初始体系不同。

creation.create_t_set​

类型：Float;
单位：开, K;
说明：创建的体系的温度；仅 creation.create_phase 为 true 时有效，且此时为必填项;

creation.create_dist​

类型：String;
默认值：uniform;
说明：创建的体系中原子初始速度的分布，可取 uniform（均匀分布）或 gauss（正态分布）；仅 creation.create_phase 为 true 时有效;

两种分布都会在体系创建完成后清除体系总动量，并把温度缩放到 creation.create_t_set 指定的值， 因此两者的初始温度是相同的，区别只在于速度按什么形状分布：

  • uniform：默认值，也是旧版本的行为。三个方向的速度分量各自独立地取自 (-0.5, 0.5) 上的均匀分布， 缩放后每个原子的速度仍然落在同一个有界区间内，不存在速度很高的原子；
  • gauss：按照目标温度对应的标准差（σ = sqrt(k_B * T / m)，其中 m 为原子类型定义中的 mass）从正态分布中抽样， 得到与热平衡体系一致的麦克斯韦-玻尔兹曼速度分布，少数原子的速度可以远高于平均速度。

速度的随机数由 creation.create_seed 决定：同一个种子得到同一套速度，换一个种子则不同。

creation:
  create_t_set: 600
  create_dist: gauss # initial velocity distribution: uniform or gauss

该取值不区分大小写（gauss、Gauss 均可）；取其它值时程序会在解析配置时报 creation `create_dist` must be `uniform` or `gauss`. 并退出，而不是回退到默认值。

note

在 MD（supramd）中该选项只作用于创建模式：以 read_phase 读取体系时（creation.create_phase: false）， 原子速度直接取自文件（文件不含速度列时取 0），create_dist 不起作用。 在 AKMC（supra-akmc）中，读取模式下的原子速度同样由该选项重新生成。

creation.lattice​

说明：创建原子时所使用的晶格结构的配置；仅 creation.create_phase 为 true 时有效，且此时为必填项;

creation.lattice.style​

类型：String;
默认值：bcc;
说明：晶格结构，可取 bcc（体心立方）、fcc（面心立方）或 hcp（密排六方）;
程序按照该晶格结构，在 simulation.phasespace 指定的单胞范围内铺满原子。

warning

非 BCC 晶格（fcc、hcp）目前只支持 verlet-list 的原子/邻居搜索算法，需要在命令行中额外指定 --algo=verlet-list （参见运行 SupraMD）。 若使用默认的 hash 算法创建 fcc/hcp 体系，程序会在初始化阶段报错退出（for non-BCC lattice, run md via --algo=verlet-list）。 example/lj-cut/config.lj.yaml 即为 FCC 晶格的示例，运行时需要加上 --algo=verlet-list。

creation.lattice.pv​

类型：Float 数组的数组（至少 3 行，每行 3 个浮点数）;
说明：原胞矢量（primitive vector），该选项是可选的，用于非立方晶系（如 HCP）下的晶格常数换算;

程序只取第 i 个原胞矢量的第 i 个分量，即第 i 个方向上的实际晶格常数为：

lattice_consts_3d[i] = simulation.lattice_const × creation.lattice.pv[i][i]   (i = 0, 1, 2)

若不指定该选项，则三个方向上的晶格常数均等于 simulation.lattice_const（即默认是立方晶系）。

例如 HCP 结构（其 c/a = 1.593）可以这样配置：

creation:
  lattice:
    style: hcp
    pv: # primitive vector
      - [1, 0, 0]
      - [0, 1.732, 0]
      - [0, 0, 1.593]
note

pv 中不足 3 行的配置是非法的，程序会在配置计算阶段报错退出。

creation.alloy​

说明：合金元素的相关配置; 该部分为必填项（无论是否处于创建模式）;

creation.alloy.create_seed​

类型：Integer;
默认值：1024;
说明：创建原子时，随机生成不同种类合金原子的随机数种子;

creation.alloy.types[]​

说明：合金元素的相关类型配置，可以指定模拟体系中合金的相关名称、相对原子质量及比例; 该数组为必填项; 数组中每个元素对应模拟体系中的一种原子类型，原子类型编号（type id）按照该数组的顺序从 1 开始编号，即第一个元素对应 type 1，第二个元素对应 type 2，以此类推;

creation.alloy.types[].name​

类型：String;
默认值：undefined;
说明：合金名称，用户自定义字符串，一般可以用化学式符号;

creation.alloy.types[].mass​

类型：Float;
默认值：1.0;
说明：合金对应元素的相对原子质量;

creation.alloy.types[].weight​

类型：Integer;
默认值：1;
说明：合金中该元素的权重，用于指定在创建体系时，随机生成的各类合金原子的比例;

note

weight 必须是整数，各类原子的比例由 weight 之间的相对大小决定。 例如想要获得 Fe:Cu:Ni = 95:2:3 的比例，可以将三者的 weight 分别设置为 97、2、1（如示例配置）。 若某种元素的 weight 为 0，则该元素不会出现在创建的体系中（此时该原子类型的 mass 也就不起作用）。

read_phase​

读取一个已有的原子体系（如 dump 文件、extended xyz 文件），用于初始化模拟（一般用于重启/续算，或读入由其他程序生成的原子构型）。

该配置块可以省略；如果保留该配置块，则其下的 enable、version、file_path、init_step 四个字段都必须填写， 而 format、frame_timestep 可以省略：省略时分别取默认值（dump，以及读取文件中的最后一帧）， 因此旧版本的配置文件不需要修改也能继续使用。

warning

read_phase.enable 与 creation.create_phase 不能同时为 true，也不能同时为 false：

  • create_phase: true + enable: false：按照 creation 中的配置创建体系（创建模式）；
  • create_phase: false + enable: true：从 read_phase.file_path 读取体系（读取模式）。

两者之值相同（例如同为 true）时，程序会报 ambiguous config for creating or reading system 错误并退出。

read_phase.enable​

类型：Boolean;
说明：是否开启读取原子体系的方式，来初始化模拟。

read_phase.format​

类型：String;
默认值：dump;
说明：所读取文件的格式。该选项可以省略（省略时取默认值 dump）； 目前支持的取值如下（程序按该取值选择解析方式，与文件的后缀名无关，后缀名只用于区分文件）：

取值说明
dump文本 dump 文件（由 ITEM: TIMESTEP、ITEM: NUMBER OF ATOMS、ITEM: BOX BOUNDS、ITEM: ATOMS 等段落构成的轨迹文件），也是本程序 output.atom_dump.presets[].mode 取 dump 时所输出的格式
xyzextended xyz 文件（如 GPUMD 的 model.xyz：第一行为原子数、第二行为 Lattice、Properties 等键值对，其后每行一个原子），文件的读取约定见下文

填写其它取值时程序会报 cannot read the file ...: the format ... is not supported yet 并退出。

read_phase.version​

类型：Integer;
默认值：0;
说明：所读取文件的格式版本号。目前仅支持 0；该字段当前仅用于记录（例如输出到日志中）， 文件的实际解析方式由 read_phase.format 决定。

read_phase.file_path​

类型：String;
说明：所读取文件的路径，可以是绝对路径，也可以是相对于程序运行目录的相对路径。
在读取模式（read_phase.enable: true）下该选项为必填项。

read_phase.init_step​

类型：Integer;
默认值：0;
说明：读取原子体系后，模拟的起始时间步。一般在 restart 模拟（或者叫从检查点开始模拟）的时候会很有用， 程序会以该时间步数作为模拟的起始时间步（同时影响热力学输出中的 step、time）。 它与 read_phase.frame_timestep（读取文件中的哪一帧）是相互独立的两个概念。

read_phase.frame_timestep​

类型：Integer;
默认值：-1;
说明：读取文件中的哪一帧，取值为该帧在文件中记录的 timestep（即文件里 ITEM: TIMESTEP 的值， 而不是该帧在文件中的序号/偏移）。该选项可以省略（省略时取默认值 -1），取负数时（默认值为 -1）读取文件中的最后一帧，这通常就是 restart 想要的那一帧； 取非负数时读取 timestep 等于该值的帧，文件中不存在该帧时程序会报错退出。
该选项仅对 format: "dump" 有效；xyz 文件中不含 timestep，读取 xyz 文件时该选项被忽略（此时程序会在日志中给出提示）。

dump 文件的读取约定​

以 read_phase.format: "dump" 读取体系时，有以下约定：

  • 盒子：只支持正交盒子（带有 tilt 的 triclinic 盒子暂不支持）； 文件中盒子的尺寸必须与配置的模拟盒子一致（即 simulation.phasespace[i] × simulation.lattice_const， 允许 1e-6 的相对误差），否则程序报错退出，此时请检查这两个配置项。 同时应保证 creation.lattice.style 与文件中原子所在的晶格一致， 因为使用 hash 算法时原子会被放置到最近的晶格点上。
  • 列：ITEM: ATOMS 行必须包含 id、type 列以及坐标列； 坐标列可以取 x y z（绝对坐标，优先使用）、xs ys zs（分数坐标）或 xu yu zu（未包裹坐标），三者取其一； 速度列 vx vy vz 是可选的，文件中没有速度列时读入的原子的速度取 0（例如输出时 with 未包含 velocity）。
  • 原子类型的编号：默认按 1 起始（type: 1 对应 creation.alloy.types 中的第一种原子）； 如果文件中的 type 列是从 0 开始的（本程序输出的 dump 即为这种编号）， 需要先设置环境变量 SUPRAMD_DUMP_TYPE_ZERO_BASE=1（或 true、yes）再运行程序，否则可能报类型越界的错误。
  • 原子位置：坐标超出盒子的原子会被映射（wrap）回盒子内； 读入的原子数与文件中的原子数不一致时（例如某些原子离盒子太远、无法归属到任何进程）， 程序会丢弃这部分原子并在日志中给出警告，此时请检查文件中的盒子与 simulation.phasespace、simulation.lattice_const 是否一致。
tip

因此，restart 时可以直接读取上一次运行（同一盒子、同一 simulation.phasespace）输出的 dump 文件， 只需要保证配置文件中的盒子、原子类型与势函数和上一次运行一致； 注意本程序输出的 dump 的 type 列从 0 起始，读取前需要按上文设置 SUPRAMD_DUMP_TYPE_ZERO_BASE=1。例如：

read_phase:
  enable: true              # 与 creation.create_phase: false 配合使用
  format: "dump"
  version: 0
  file_path: "./misa_mdl.10.dump"
  init_step: 10             # 从第 10 步继续
  frame_timestep: -1        # 读取文件中的最后一帧

xyz 文件的读取约定​

以 read_phase.format: "xyz" 读取体系时，有以下约定：

  • 文件：读取 extended xyz 格式的文件（如 GPUMD 的 model.xyz）： 第一行为原子数，第二行为 Lattice、Properties、pbc 等键值对（键名不区分大小写、= 两侧的空格可以省略、 取值可以用双引号或单引号括起），其后每行一个原子。 程序只读入文件中的第一个构型（即第一行所声明的那些原子）；其后若还有其它构型（轨迹文件）， 这部分会被跳过，程序会在日志中给出提示。 pbc 键把某个方向标为非周期性时程序也会给出提示，因为本程序的模拟在盒子的三个方向上都是周期性的。
  • 盒子：Lattice 键为必填项，其九个取值为三个晶格矢量（a、b、c）的坐标，单位为 Å； 只支持正交盒子（晶格矢量的非对角元不为 0 时程序报错退出）； 文件中盒子的尺寸必须与配置的模拟盒子一致（即 simulation.phasespace[i] × simulation.lattice_const， 允许 1e-6 的相对误差），否则程序报错退出，此时请检查这两个配置项。 同时应保证 creation.lattice.style 与文件中原子所在的晶格一致， 因为使用 hash 算法时原子会被放置到最近的晶格点上。
  • 列：Properties 键给出各列的名称、类型与个数，写法为 name:type:count（如 species:S:1:pos:R:3）， 该键省略时按默认值 species:S:1:pos:R:3 读取；程序按列名（不区分大小写）识别下表的三列，其余列一律忽略。
  • 速度的单位：extended xyz 中速度的单位为 Å/fs，而本程序内部使用 Å/ps， 因此读入的速度会被乘以 1000（程序会在日志中说明这一点）。
  • 原子类型：文件中的 species 是元素名（如 Fe、Cu），程序按元素名与 creation.alloy.types[].name 的完全匹配来确定原子的类型， 因此配置中原子类型的 name 必须与文件中的写法一致；文件中的元素在配置中没有对应类型时程序报错退出。
  • 原子位置：坐标超出盒子的原子会被映射（wrap）回盒子内； 读入的原子数与文件中的原子数不一致时（例如某些原子离盒子太远、无法归属到任何进程）， 程序会丢弃这部分原子并在日志中给出警告，此时请检查文件中的盒子与 simulation.phasespace、simulation.lattice_const 是否一致。
  • 原子编号：extended xyz 的原子不带编号，程序按原子在文件中的行序为其编号（第一个构型的第一个原子为 1 号）。

Properties 键中程序识别的列如下（列名不区分大小写；type 取 S（字符串）、R（实数）、I（整数）、L（逻辑值）之一， count 为该列的值个数）：

列名类型与个数说明
species（也写作 element）S:1必填；原子的元素名（如 Fe、Cu），用于确定原子的类型
posR:3必填；原子的坐标，单位为 Å
vel（也写作 velo）R:3可选；原子的速度，单位为 Å/fs；省略时读入的原子的速度取 0

文件中的其它列（如 mass、charge、group）会被忽略，原子的质量取自配置中对应原子类型的 mass； 被忽略的列仍然占用原子行中的位置，因此原子行的列数不能少于 Properties 键声明的列数（多出的列会被忽略）。 必填列缺失、类型或个数不符（如 pos:R:2）、出现多个速度列时，程序都会报错退出。

tip

读取由其它程序（如 GPUMD）生成的 model.xyz 时，需要注意它的盒子、原子类型必须与配置文件一致 （原子类型即 creation.alloy.types 中的名称），并且 read_phase.frame_timestep 对 xyz 文件无效（可以省略）， 因为 extended xyz 的构型不带 timestep。例如：

read_phase:
  enable: true              # 与 creation.create_phase: false 配合使用
  format: "xyz"
  version: 0
  file_path: "./model.xyz"
  init_step: 0              # 从第 0 步开始

potential​

说明：势函数文件相关参数;

该配置块是必填的。势函数的类型、参数文件格式与第三方势函数（custom）的接入方式， 以及 EAM、MTP、DP 等具体势函数的配置说明， 请参见势函数（Potential）配置项说明。

potential: # potential file config
  format: "setfl"                # 势函数文件格式
  type: "eam/alloy"              # 势函数类型
  file_path: "FeCuNi.eam.alloy"  # 势函数文件路径

output​

说明：输出相关配置;

output.atom_dump​

说明：输出体系原子信息（或轨迹）的相关配置;

该配置块可以省略（省略时不输出任何原子信息）。

output.atom_dump.presets[]​

说明：预设的体系 dump 配置，包括 dump 文件名、输出模拟等配置，在 stage 中可使用这些预设的 dump 配置。

可以配置多个 presets 以供后续使用。

output.atom_dump.presets[].name​

类型：String;
默认值：default;
说明：预设的 dump 配置的名称，在 stage 中可通过该名称使用对应的预设 dump 配置; 各个 preset 的名称应当互不相同;

output.atom_dump.presets[].region​

类型：Float 数组，长度: 6;
单位: 埃, Å;
说明：输出指定区域的粒子信息，该数组指定区域的开始和结束坐标 （依次为 [x_low, y_low, z_low, x_high, y_high, z_high]）。 该参数是可选的，如果不指定，则默认输出模拟体系中所有的粒子信息;

output.atom_dump.presets[].mode​

类型：String;
默认值：bin;
说明：输出模式，取值为 bin、dump 或者其它任意值（如 direct、debug）。
其中：

  • bin 模式输出一个文件，二进制格式，依赖 md-tools 工具将二进制转化为可读的 .xyz 或 .dump 格式;
  • dump 模式直接输出可读的兼容 LAMMPS的 dump 格式;
  • direct/debug 模式输出多个文本文件(每个进程与每一个需要输出的时间步都对应一个文件)，一般用于程序调试。 该模式下文件名固定为 dump_<进程号>_<时间步>.atom，文件内容为原子的 id 和坐标， 因此 file_path、by_frame、with 这几个选项在该模式下均不起作用。
note

程序对 mode 的判断方式为：字符串为 bin 时采用 bin 模式，为 dump 时采用 dump 模式， 为其它任何值（包括示例中曾出现过的 copy、direct、debug 等）时均回退为 direct/debug 模式。

output.atom_dump.presets[].file_path​

类型：String;
默认值：misa_mdl.out;
说明：bin 或者 dump 模式下，该选项是输出文件的路径;

如果设置了按帧输出(presets[].by_frame 为 true), 则文件路径中需要有一个大括号(如 md.{}.dump),程序输出时会将大括号替换为当前时间步数。

output.atom_dump.presets[].by_frame​

类型: Boolean;
默认值: false;
说明: 每隔指定的时间步数输出一次体系的粒子信息（在 stage 中配置）为一帧（frame）。 此选项适用于 bin 模式和 dump 模式。如果此按帧输出选项打开，程序会在每一帧时创建一个输出文件，否则将会将所有的帧都写入到一个文件中。

output.atom_dump.presets[].with​

类型：String[];
默认值：[location];
说明：设置输出文件中包含原子的哪些信息，目前支持 location(原子坐标)、velocity(原子速度)、force(原子受力), 其中,原子 id 和类型强制输出;
此选项适用于 bin 模式和 dump 模式。

output.thermo​

说明：热力学信息的输出相关配置;

该配置块可以省略（省略时不输出任何热力学信息）。

warning

output.thermo.interval 配置项（v0.4.0 及更早版本中用于设置热力学输出的间隔步数）已被弃用， 如果配置文件中出现该字段，程序会报错退出。请在 output.thermo.presets 中定义热力学输出预设，并在 stage 中通过 thermo_logs 引用。

output.thermo.presets[]​

说明：热力学输出的预设，在 stage 中可使用这些预设。 这里可以设置多个热力学输出的预设。

output.thermo.presets[].name​

类型：String;
默认值：default;
说明：预设的名称。

output.thermo.presets[].output_target​

类型：String;
默认值：default（即输出到标准输出）;
说明：热力学信息的输出目标（文件路径或标准输出），取值规则如下：

取值说明
stdout 或 default输出到标准输出（终端），与程序日志混合输出
以 .csv 结尾的字符串输出到该名字的 CSV 文件，如 md.csv
以 .yml 或 .yaml 结尾的字符串输出到该名字的 YAML 文件，如 md_thermo.yaml
其它任意字符串回退为输出到标准输出

该选项是可选的，若不指定则输出到标准输出。

output.thermo.presets[].with​

类型：String[]
说明：输出哪些热力学信息，可选的如下：

  • step: 当前的时间步；
  • time: 当前的物理时间，单位：皮秒, ps；
  • temp: 当前的体系温度，单位：K；
  • volume: 当前的体系体积，单位： ų；
  • Lx: 当前的体系盒子在 x 方向的长度，单位： Å；
  • Ly: 当前的体系盒子在 y 方向的长度，单位： Å；
  • Lz: 当前的体系盒子在 z 方向的长度，单位： Å；
  • press: 当前的体系的总标量压力，即平均静水压力，单位： bar；
  • Pxx: 作用在垂直于X轴的平面上的X方向的压力分量（正应力分量（对角线）），单位： bar；
  • Pyy: 作用在垂直于Y轴的平面上的Y方向的压力分量（正应力分量（对角线）），单位： bar；
  • Pzz: 作用在垂直于Z轴的平面上的Z方向的压力分量（正应力分量（对角线）），单位： bar；
  • Pxy: 作用在垂直于X轴的平面上的Y方向的压力分量（剪应力分量（非对角线）），单位：bar；
  • Pxz: 作用在垂直于X轴的平面上的Z方向的压力分量（剪应力分量（非对角线）），单位：bar；
  • Pyz: 作用在垂直于Y轴的平面上的Z方向的压力分量（剪应力分量（非对角线）），单位：bar；
  • pe: 当前的体系势能，单位：eV；
  • ke: 当前的体系动能，单位：eV；
  • etotal: 当前的体系的总能量,即动能、势能之和，单位：eV。

output.logs​

说明：程序日志, 可以选择输出到标准输出或者文件; 该配置块为必填项.

output.logs.logs_mode​

类型：String;
默认值：console;
说明：日志输出模式,可以为 console(输出到标准输出)或者 file(输出到文件). 取值不为 console 时，程序一律按照 file 模式处理.

output.logs.logs_filename​

类型：String;
说明：如果日志输出模式为 file, 该选项指定文件路径; 如果该选项为空字符串（或不指定），程序会自动生成一个带随机串的日志文件名（形如 md.<随机串>.log）.

STAGES​

stage允许一个模拟流程可以分为若干个stages，借鉴自 gitlab-ci 和 github action。每个 stage 中依据该stage的配置参数执行若干时间步。
目前 stage 中可以配置时间步、时间步长、系综（ensemble）等参数，以及 dump、热力学输出、rescale、actions（盒子变形、删除原子、设置速度、PKA 级联碰撞等）等操作。

stages 会按照在配置文件中出现的顺序依次执行，程序总的时间步数为各个 stage 的 steps 之和。

stage[].name​

类型：String;
默认值：none;
说明：stage 名称，仅用于日志/输出中的标识;

stage[].steps​

类型：Integer
说明：该 stage 执行的模拟时间步数;

stage[].step_length​

类型：Float
单位：皮秒, ps;
说明：该 stage 执行的模拟所使用的时间步长，如不指定则使用默认时间步长(由simulation.def_timesteps_length指定);

stage[].ensemble​

设置该 stage 所采用的系综（ensemble），即该 stage 内对体系温度、压力等热力学量的控制方式。 系综支持 none、nve、nvt、npt_mttk 四种类型，其中 npt_mttk 支持 P_iso（各向同性）、P_aniso（各向异性）、P_xyz（按轴）三种压力控制模式。

系综的详细配置说明，请参见系综（Ensemble）配置项说明。

stage[].rescale​

说明：每隔一定时间步进行一次rescale，将体系温度重新设置为给定的温度; 该选项指定rescale 的相关参数;

warning

该rescale选项目前标记为弃用。

stage[].rescale.t​

类型：Float;
单位：开, K;
说明：每次rescale时，重新设置的体系温度;

stage[].rescale.every_steps​

类型：Integer
说明：执行 rescale 操作的时间步间隔;

stage[].actions​

说明：在该 stage 内启用的一组动作（action）。目前支持以下 action：

  • deform：对模拟盒子沿指定轴施加单轴拉伸（变形），用于应力-应变计算；
  • del_atoms：在指定时间步删除指定区域内的所有原子；
  • velocity：在指定时间步将指定区域内所有原子的速度设置为给定的速度向量；
  • set_v：在指定时间步给指定晶格位置上的原子（PKA）设置速度，用于级联碰撞。
note

之前的 set_v 配置（set_v.collision_step、set_v.lat、set_v.energy、set_v.direction）已经移动到 stage[].actions.set_v 下，且原来的 collision_step 字段更名为 step。

actions 的详细配置说明，请参见 Actions 配置项说明。

stage[].thermo_logs​

说明：热力学信息输出的相关参数配置; 需要说明的是，该配置仅针对当前的 stage 生效，即作用域仅限制在本 stage， 如果需要在其他 stage 中输出热力学信息，需要在其他 stage 中配置对应的 thermo_logs。

stage[].thermo_logs.use​

类型：String;
说明：引用的 热力学输出 preset 中的名称，采用该 preset 中的配置（输出哪些热力学量等）进行热力学信息的输出; 该名称必须是 output.thermo.presets 中已经定义过的 name，否则程序在读取配置时会报错退出;

stage[].thermo_logs.every_steps​

类型：Integer;
说明：每间隔该项指定的时间步数，输出一次热力学信息。

stage[].dump​

说明：dump 体系粒子信息的相关参数配置; 需要说明的是，dump 配置仅针对当前的 stage 生效，即作用域仅限制在本 stage， 如果需要在其他 stage 中输出体系粒子信息，需要在其他 stage 中配置对应的 dump。

stage[].dump.use​

类型：String;
说明：引用的 dump preset 中的名称，采用该 preset 中的配置（如文件名、输出区域等）进行体系粒子的输出; 该名称必须是 output.atom_dump.presets 中已经定义过的 name，否则程序在读取配置时会报错退出;

stage[].dump.every_steps​

类型：Integer
说明：每间隔该项指定的时间步数，输出一帧体系中的粒子信息.

note

多个 stage 可以引用同一个 preset，此时它们共用同一个输出实例。如果 preset 的 by_frame 为 false（所有帧写入同一个文件）， 这些 stage 输出的帧会依次写入同一个文件（bin 模式下，文件头记录的帧数为各 stage 输出帧数之和）。