doc/src/compute_temp_cs.txt

   1 "LAMMPS WWW Site"_lws - "LAMMPS Documentation"_ld - "LAMMPS Commands"_lc :c
   2
   3 :link(lws,http://lammps.sandia.gov)
   4 :link(ld,Manual.html)
   5 :link(lc,Section_commands.html#comm)
   6
   7 :line
   8
   9 compute temp/cs command :h3
  10
  11 [Syntax:]
  12
  13 compute ID group-ID temp/cs group1 group2 :pre
  14
  15 ID, group-ID are documented in "compute"_compute.html command
  16 temp/cs = style name of this compute command
  17 group1 = group-ID of either cores or shells
  18 group2 = group-ID of either shells or cores :ul
  19
  20 [Examples:]
  21
  22 compute oxygen_c-s all temp/cs O_core O_shell
  23 compute core_shells all temp/cs cores shells :pre
  24
  25 [Description:]
  26
  27 Define a computation that calculates the temperature of a system based
  28 on the center-of-mass velocity of atom pairs that are bonded to each
  29 other.  This compute is designed to be used with the adiabatic
  30 core/shell model of "(Mitchell and Finchham)"_#MitchellFinchham.  See
  31 "Section 6.25"_Section_howto.html#howto_25 of the manual for an
  32 overview of the model as implemented in LAMMPS.  Specifically, this
  33 compute enables correct temperature calculation and thermostatting of
  34 core/shell pairs where it is desirable for the internal degrees of
  35 freedom of the core/shell pairs to not be influenced by a thermostat.
  36 A compute of this style can be used by any command that computes a
  37 temperature via "fix_modify"_fix_modify.html e.g. "fix
  38 temp/rescale"_fix_temp_rescale.html, "fix npt"_fix_nh.html, etc.
  39
  40 Note that this compute does not require all ions to be polarized,
  41 hence defined as core/shell pairs.  One can mix core/shell pairs and
  42 ions without a satellite particle if desired. The compute will
  43 consider the non-polarized ions according to the physical system.
  44
  45 For this compute, core and shell particles are specified by two
  46 respective group IDs, which can be defined using the
  47 "group"_group.html command.  The number of atoms in the two groups
  48 must be the same and there should be one bond defined between a pair
  49 of atoms in the two groups.  Non-polarized ions which might also be
  50 included in the treated system should not be included into either of
  51 these groups, they are taken into account by the {group-ID} (2nd
  52 argument) of the compute.
  53
  54 The temperature is calculated by the formula KE = dim/2 N k T, where
  55 KE = total kinetic energy of the group of atoms (sum of 1/2 m v^2),
  56 dim = 2 or 3 = dimensionality of the simulation, N = number of atoms
  57 in the group, k = Boltzmann constant, and T = temperature.  Note that
  58 the velocity of each core or shell atom used in the KE calculation is
  59 the velocity of the center-of-mass (COM) of the core/shell pair the
  60 atom is part of.
  61
  62 A kinetic energy tensor, stored as a 6-element vector, is also
  63 calculated by this compute for use in the computation of a pressure
  64 tensor.  The formula for the components of the tensor is the same as
  65 the above formula, except that v^2 is replaced by vx*vy for the xy
  66 component, etc.  The 6 components of the vector are ordered xx, yy,
  67 zz, xy, xz, yz.  In contrast to the temperature, the velocity of
  68 each core or shell atom is taken individually.
  69
  70 The change this fix makes to core/shell atom velocities is essentially
  71 computing the temperature after a "bias" has been removed from the
  72 velocity of the atoms.  This "bias" is the velocity of the atom
  73 relative to the COM velocity of the core/shell pair.  If this compute
  74 is used with a fix command that performs thermostatting then this bias
  75 will be subtracted from each atom, thermostatting of the remaining COM
  76 velocity will be performed, and the bias will be added back in.  This
  77 means the thermostating will effectively be performed on the
  78 core/shell pairs, instead of on the individual core and shell atoms.
  79 Thermostatting fixes that work in this way include "fix
  80 nvt"_fix_nh.html, "fix temp/rescale"_fix_temp_rescale.html, "fix
  81 temp/berendsen"_fix_temp_berendsen.html, and "fix
  82 langevin"_fix_langevin.html.
  83
  84 The internal energy of core/shell pairs can be calculated by the
  85 "compute temp/chunk"_compute_temp_chunk.html command, if chunks are
  86 defined as core/shell pairs.  See "Section
  87 6.25"_Section_howto.html#howto_25 for more discussion on how to do this.
  88
  89 [Output info:]
  90
  91 This compute calculates a global scalar (the temperature) and a global
  92 vector of length 6 (KE tensor), which can be accessed by indices 1-6.
  93 These values can be used by any command that uses global scalar or
  94 vector values from a compute as input.
  95
  96 The scalar value calculated by this compute is "intensive".  The
  97 vector values are "extensive".
  98
  99 The scalar value will be in temperature "units"_units.html.  The
 100 vector values will be in energy "units"_units.html.
 101
 102 [Restrictions:]
 103
 104 The number of core/shell pairs contributing to the temperature is
 105 assumed to be constant for the duration of the run.  No fixes should
 106 be used which generate new molecules or atoms during a simulation.
 107
 108 [Related commands:]
 109
 110 "compute temp"_compute_temp.html, "compute
 111 temp/chunk"_compute_temp_chunk.html
 112
 113 [Default:] none
 114
 115 :line
 116
 117 :link(MitchellFinchham)
 118 [(Mitchell and Finchham)] Mitchell, Finchham, J Phys Condensed Matter,
 119 5, 1031-1038 (1993).