pmd は，設定ファイル in.pmd と原子構造ファイル pmdini を読み込むことから開始する．
原子構造以外のシミュレーション設定は in.pmd に記述する必要がある．
in.pmd の例
NOTE
この例は Morse および Coulomb ポテンシャルを用いた NVE-MD の設定． シミュレーション内容に応じて適宜修正すること．
#
# 時間の単位 = フェムト秒
# 長さの単位 = オングストローム
# 質量の単位 = 統一原子質量単位
#
io_format ascii
print_level 1
num_omp_threads 4
time_interval 2d0
num_iteration 1000
min_iteration 10
num_out_energy 100
num_out_pos 10
# out_pos_combined F
force_type Morse Coulomb
cutoff_radius 5.8d0
cutoff_buffer 0.2d0
flag_damping 0
damping_coeff 0.99d0
converge_eps 1d-4
converge_num 3
initial_temperature -1.0d0
final_temperature -1.0d0
temperature_control none
temperature_target 300.0
temperature_relax_time 100.0
factor_direction 3 2
1.000d0 1.000d0 1.000d0
1.000d0 0.000d0 1.000d0
stress_control none
stress_relax_time 100.0
stress_target 5.0 5.0 5.0 0.0 0.0 0.0
boundary ppp
ここでは，! や # で始まる行はコメントとして扱われる．
入力パラメータ
num_nodes_{x,y,z}
- デフォルト:
-1
x，y，z 方向の分割数を指定する．負の値（<=0）を設定すると，システムサイズと MPI プロセス数に基づいて自動的に決定される．すべて正の値を指定した場合，その値が適用される．
num_omp_threads
- デフォルト:
-1
OpenMP 並列処理のスレッド数を指定する．負の値を設定すると，環境変数 OMP_NUM_THREADS の値が適用される．ただし，pmd が OpenMP 対応コンパイラ（例：gfortran の -fopenmp オプション）でコンパイルされている場合のみ有効．
io_format
- デフォルト:
ascii
原子構造ファイルのフォーマットを ascii または binary のいずれかから選択できる．
大規模なシミュレーションを実行する場合，ファイルの読み書きを高速化するために binary を選択することを推奨する．
print_level
- デフォルト:
1
シミュレーション中に出力される情報量を指定する．
1：通常の MD 実行情報を出力100：デバッグ情報を含む詳細な出力
time_interval
- デフォルト:
1.0
時間ステップの間隔（フェムト秒単位）． 負の値を指定すると，可変時間ステップモードが有効になり，その絶対値が最大時間間隔 となる．
vardt_length_scale
- デフォルト： 0.1
可変タイムステップモードにおける特徴的長さ を指定する．これによって時間間隔 が次のように決まる．
num_iteration
- デフォルト:
0 - 別名:
num_steps
MD のステップ数を指定する．
シミュレーション時間は time_interval × num_iteration で決まる．
num_out_energy
- デフォルト:
1000
エネルギー情報の出力頻度を指定する．
min_iteration
- デフォルト：
0 - 別名：
min_steps
最小のMDステップ数．構造最適化計算などで，必ず何ステップかは行いたい場合などに指定する．
flag_out_pos
- デフォルト:
3 - 別名:
flag_out_pmd
原子構造の出力方法を指定する．
0：出力しない1：pmd フォーマット（pmd_####）2：LAMMPSdumpフォーマット（dump_####）3：extxyz フォーマット
num_out_pos
- デフォルト：
10 - 別名：
num_out_pmd
途中構造ファイルの出力数．
combine_out_pos
- デフォルト：
F(false)
構造ファイルを一つにまとめるか否か（rev230307以降）．
flag_sort
- デフォルト：
1
原子構造を出力する際に，原子の背番号（tag）に基づいて原子の順番を並べ替えるか否か．
0— Not to sort1— Heap sort
dump_aux_order
- デフォルト：
ekin epot sxx syy szz syz sxz sxy
原子データの各行に記録される原子属性の順序（LAMMPS dump フォーマットを出力形式として選択した場合）．
利用可能な原子属性は以下のとおり．
v?— 速度成分．?はx，y，またはzのいずれか．これらのエントリは，以下のエントリより前に記述する必要がある．f?— 原子に働く力．?はx,y,zのいずれか．ekin/eki— 運動エネルギーepot/epi— ポテンシャルエネルギーs??— 応力テンソル成分．??はxx，yy，zz，yz，xz，xyのいずれか．chg— 電荷chi— 電気陰性度tei— 電子温度clr— カラー電荷
force_type
- デフォルト:
None
使用する原子間ポテンシャルを指定する． 利用可能なポテンシャルの例は以下のとおり．
LJ：Lennard-Jones ポテンシャル（Ar 系）SW_Si：Stillinger-Weber ポテンシャル（Si 系）Morse：Morse ポテンシャル（in.params.Morseが必要）Coulomb：クーロンポテンシャル（in.params.Coulombが必要）DNN：ニューラルネットワークポテンシャル（in.params.descおよびin.params.NNが必要）
flag_damping
- デフォルト：
0
原子の速度に係数を掛けて速度を落としていくか否かのフラッグ．
0— ダンピングしない．1— シンプルに係数 damping_coeff を掛ける．2— FIRE algorithm を使って速度ダンピング．
damping_coeff
- デフォルト：
0.9
ダンピング係数．
converge_eps
- デフォルト：
1d-4
速度ダンピングを行う際のエネルギーに関する収束判定条件（eV）．
converge_num
- デフォルト：
1
何回連続で上記収束判定条件（converge_eps）が満たされたら収束と見なすかという値．
initial_temperature
- デフォルト：
-1.0
初期温度（K）．負の値の場合は pmdini から速度を読み込む．
final_temperature
- デフォルト：
-1.0
最終温度（K）．負の値の場合は無視される．
正の値の場合，初期温度から始まりnum_iterationの間に線形にターゲット温度が変化するように設定される．
temperature_control
- デフォルト：
none
温度制御法の指定．none, Berendsen, Langevin が設定可能．大文字・小文字は無視されるため，berendsen, Berendsen, BERENDSEN は同じ．
flag_multi_temp
- デフォルト：
F,.false.
原子グループ毎に異なるターゲット温度を設定するか否か．これが T の場合，temperature_target の指定方法が変化するので注意．
temperature_target
- デフォルト：
300.0
ターゲット温度（K）．次のように指定する．
temperature_target 300.0
flag_multi_temp が T の場合，つぎのように，ifmv値毎にターゲット温度を設定できるような書き方になる．
temperature_target 1 300.0
temperature_limit
- デフォルト：
1.0d+4
上限温度（K）の指定．これ以上の温度となったら，そのMDシミュレーションは正常でないと判断されて停止する．
temperature_relax_time
- デフォルト：
100.0
温度制御における緩和時間（fs）．
remove_translation
- デフォルト：
0
並進運動量を０に補正するタイミングの指定．
- N < 0 : 補正しない
- N == 0 : 最初だけ補正する
- N > 0 : Nステップ毎に補正する
stress_control
- デフォルト:
none
圧力制御（バロスタット）の種類を指定する． 利用可能な方法は以下のとおりです．
Berendsen/vc-Berendsen：可変セル Berendsen 法vv-Berendsen：可変体積 Berendsen 法（セル形状を維持したまま体積のみを変更）
Beredsen法ではMDステップ毎に のようにしてcellベクトルを更新する．その は次のように計算されます．
ここで , , はそれぞれ圧縮率，緩和時間，ターゲット応力．詳細は Berendsenの論文1を参照のこと．
pressure_target
- デフォルト:
0.0
目標圧力 を指定する（vv-Berendsen の場合のみ適用）．
stress_target
デフォルト： 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
応力制御法が vc-Berendsen か Berendsen の場合に，応力成分を指定する．左から順に xx, yy, zz, yz, xz, xy．３つだけ指定すると xx, yy, zz だけ制限して非対角要素には制御がかからないようになる．
stress_relax_time
- デフォルト：
100d0
応力制御の緩和時間（fs）．
stress_beta
- デフォルト：
1d-2
Berendsen法による応力制御の圧縮率 （1/GPa）．
cell_fix
デフォルト：
F F F
F F F
F F F
ここで T と指定された h-matrix 成分は応力制御法の間も固定される．
cutoff_radius
- デフォルト:
5.0
原子間ポテンシャルのカットオフ半径（Å）．
mass
- デフォルト: 元素ごとに自動設定
特定の元素の質量を手動で設定する場合，以下のように記述する．
mass Si 28.0855
mass He 4.00boundary
- デフォルト:
ppp
各軸の境界条件を指定する．
p：周期境界条件f：自由境界条件
flag_clrchg
- デフォルト：
.false.
カラー電荷非平衡MDを行うか否かのフラッグ．
clrfield
- デフォルト：
0d0 0d0 0d0
カラー電荷に作用する外部電場ベクトル．
flag_lflux
- デフォルト：
.false.
局所イオン流れを計測するか否かのフラッグ．これが ON のときには out.lflux に出力される．
ndiv_lflux
- デフォルト：
1 1 1
局所イオン流計測の局所領域を決定するための各辺の分割数．この情報は out.lflux の冒頭に出力される．
Footnotes
-
Berendsen, C., Postma, P. M., Van Gunsteren, W. F., Dinola, A., & Haak, R. (1984). Molecular dynamics with coupling to an external bath, 81(8), 3684—3690. ↩