lammps技巧：Out of range atoms - cannot compute PPPM原因分析及解决办法

大家好，我是小马老师。
本文介绍一个关于“PPPM”的一个改错技巧。
在lammps力场设置中，如果pair类型带有“long”关键词，需要计算长程库仑力，如：lj/cut/coul/long。
长程库仑力的计算需要特定算法，在lammmps中对应的是kspace_style命令：

kspace_style pppm 1.0e-4

这个算法不是特别好用，经常会提示错误，最常见的一个错误是：

Out of range atoms - cannot compute PPPM

相信用过PPPM的都见过这个错误，培训班学员也经常会咨询这个问题，今天就一起分析一下这个错误的原因以及给出解决办法。
从错误信息可以看出，原子超出预定范围，根本原因是原子移动速度过快，在一个时间步内移动距离过大，超出了“范围”。
根据移动速度的大小又可以分两种情况。
(1)速度相对较低
一种情况是原子移动速度不是特别快，但在一个时间步内移动距离超出了1/2的neighbor bin，中心原子的近邻列表更新又不及时，造成lammps计算出错。
这种情况可以通过提高近邻列表更新频率解决：

neigh_modify delay 0 every 1 check yes

或者减小步长有时候也可以解决：

timestep 0.1   #0.1fs

(2)速度相对较高
第二种情况，当原子重叠度较高或者力场参数不对，原子之间的受力过大，导致原子移动速度过快，在一个时间步内甚至已经跑出了盒子，也会提示这个错误。
这种情况下，通过更改近邻列表的更新频率以及减小timestep均无法解决。
此时，只能重新建模，如果用MS建模，可先在MS跑平衡，获得一个近似平衡稳定的体系，再转data文件到lammps中，应该会解决问题。

公众号：lammps加油站