doc/src/min_style.txt

   1 "LAMMPS WWW Page"_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 :line
   7
   8 min_style command :h3
   9
  10 [Syntax:]
  11
  12 min_style style :pre
  13
  14 style = {cg} or {hftn} or {sd} or {quickmin} or {fire} :ul
  15
  16 [Examples:]
  17
  18 min_style cg
  19 min_style fire :pre
  20
  21 [Description:]
  22
  23 Choose a minimization algorithm to use when a "minimize"_minimize.html
  24 command is performed.
  25
  26 Style {cg} is the Polak-Ribiere version of the conjugate gradient (CG)
  27 algorithm.  At each iteration the force gradient is combined with the
  28 previous iteration information to compute a new search direction
  29 perpendicular (conjugate) to the previous search direction.  The PR
  30 variant affects how the direction is chosen and how the CG method is
  31 restarted when it ceases to make progress.  The PR variant is thought
  32 to be the most effective CG choice for most problems.
  33
  34 Style {hftn} is a Hessian-free truncated Newton algorithm.  At each
  35 iteration a quadratic model of the energy potential is solved by a
  36 conjugate gradient inner iteration.  The Hessian (second derivatives)
  37 of the energy is not formed directly, but approximated in each
  38 conjugate search direction by a finite difference directional
  39 derivative.  When close to an energy minimum, the algorithm behaves
  40 like a Newton method and exhibits a quadratic convergence rate to high
  41 accuracy.  In most cases the behavior of {hftn} is similar to {cg},
  42 but it offers an alternative if {cg} seems to perform poorly.  This
  43 style is not affected by the "min_modify"_min_modify.html command.
  44
  45 Style {sd} is a steepest descent algorithm.  At each iteration, the
  46 search direction is set to the downhill direction corresponding to the
  47 force vector (negative gradient of energy).  Typically, steepest
  48 descent will not converge as quickly as CG, but may be more robust in
  49 some situations.
  50
  51 Style {quickmin} is a damped dynamics method described in
  52 "(Sheppard)"_#Sheppard, where the damping parameter is related to the
  53 projection of the velocity vector along the current force vector for
  54 each atom.  The velocity of each atom is initialized to 0.0 by this
  55 style, at the beginning of a minimization.
  56
  57 Style {fire} is a damped dynamics method described in
  58 "(Bitzek)"_#Bitzek, which is similar to {quickmin} but adds a variable
  59 timestep and alters the projection operation to maintain components of
  60 the velocity non-parallel to the current force vector.  The velocity
  61 of each atom is initialized to 0.0 by this style, at the beginning of
  62 a minimization.
  63
  64 Either the {quickmin} and {fire} styles are useful in the context of
  65 nudged elastic band (NEB) calculations via the "neb"_neb.html command.
  66
  67 NOTE: The damped dynamic minimizers use whatever timestep you have
  68 defined via the "timestep"_timestep.html command.  Often they will
  69 converge more quickly if you use a timestep about 10x larger than you
  70 would normally use for dynamics simulations.
  71
  72 NOTE: The {quickmin}, {fire}, and {hftn} styles do not yet support the
  73 use of the "fix box/relax"_fix_box_relax.html command or minimizations
  74 involving the electron radius in "eFF"_pair_eff.html models.
  75
  76 [Restrictions:] none
  77
  78 [Related commands:]
  79
  80 "min_modify"_min_modify.html, "minimize"_minimize.html, "neb"_neb.html
  81
  82 [Default:]
  83
  84 min_style cg :pre
  85
  86 :line
  87
  88 :link(Sheppard)
  89 [(Sheppard)] Sheppard, Terrell, Henkelman, J Chem Phys, 128, 134106
  90 (2008).  See ref 1 in this paper for original reference to Qmin in
  91 Jonsson, Mills, Jacobsen.
  92
  93 :link(Bitzek)
  94 [(Bitzek)] Bitzek, Koskinen, Gahler, Moseler, Gumbsch, Phys Rev Lett,
  95 97, 170201 (2006).
  96