7. 案例实践

AutoRMA 安装目录下内置了 examples 文件夹,其中包含典型应用场景的测试数据。本章旨在介绍这些案例数据的物理意义及适用场景,帮助用户快速熟悉软件的各项核心功能。具体的操作步骤与配置项填写说明,请参阅相关功能章节,此处不再赘述。

7.1. 数据目录结构

若您使用的是 AutoRMA 的发行版本,示例数据通常位于安装目录下:

  • <安装目录>/examples/ (例如: C:/Program Files/Autorma-Full/examples/

下文列举的路径均以 examples 文件夹为基准。

备注

在实际操作中,建议将示例数据复制到您的工作目录后再进行分析或处理,以免意外覆盖原始测试数据。

7.2. 案例一:力场参数提取

由于原子的电荷分布会随着化学键的断裂与生成发生变化,使用 ReaxFF 力场的 LAMMPS 模拟通常需要引入动态电荷平衡方案。该功能常通过提取力场文件中的参数构建出 param.qeq 进而实现。

数据位置

examples/forcefiled/ffield.reax.CHO

测试体系

碳氢氧(C/H/O)体系

实验目标

提取 C、H、O 三种元素的特定电荷参数,生成可直接供 LAMMPS 运行的 param.qeq 文件,确保内容与格式完全正确。

场景说明

在 ReaxFF 模拟中,为了准确计算化学反应中的电荷转移,必须开启电荷平衡并提供专用的 param.qeq 参数文件。本案例提供了一份经典的 C/H/O 体系力场。由于原始力场文件结构繁杂,手动提取电荷参数往往极为繁琐且极易出错。通过本场景的实操,用户将体验如何利用 AutoRMA 精准、一键提取所需电荷参数,不仅能够极大提升预处理效率,更能彻底消除因格式错误带来的 LAMMPS 运行报错风险。

参见

操作参考: 有关完整执行步骤,请参阅 快速开始 — 生成 LAMMPS param.qeq 文件

7.3. 案例二:初始结构建模与转换

在使用 LAMMPS 开展大规模分子动力学计算前,研究人员往往使用 Material Studio 等建模软件搭建初始构型,随后需要将系统的拓扑结构转换为最终的初始几何模型(即 .data 文件)。

数据位置

examples/gendata/CH.car
examples/gendata/CH.mdf

测试体系

碳氢(C/H)体系

实验目标

在转换面板中,将 C2C3 原子合并为 C,并对不同的原子赋予明确的符号和质量标识,生成结构紧凑且满足格式规范的 *.data 文件。

场景说明

构建合理的初始几何拓扑是进行 MD 模拟的先决条件。本案例提供了由 Material Studio (MS) 导出的复合材料初始模型数据。在实际建模中,可视化软件常会自动为同种元素分配多种等效力场类型(如 C2、C3 均代表碳原子),而 LAMMPS 往往需要规范统合的元素标识。借助本场景,用户将学习如何利用 AutoRMA 智能解析构型数据,对冗余的原子类型进行灵活降级和批量合并,打通外部建模到 MD 引擎的数据壁垒,最终一键导出完全契合 LAMMPS 格式要求(如特定的 Charge 格式)的 data 文件。

参见

操作参考: 有关完整执行步骤,请参阅 快速开始 — 生成 LAMMPS data 文件

7.4. 案例三:Species-Based/基于物种 分析

在燃烧、热解或裂解等反应中,宏观性质主要取决于反应体系中的大分子产物组成及生成量。此时,无需追踪所有细微化学键的演化,侧重进行组分分布统计即可完成大部分验证。

数据位置

examples/project/CH/species.out

测试体系

碳氢(C/H)体系高温热解

实验目标

熟练掌握分子成分统计图表的查阅与导出方式,能够定位主要气相产物生成的时间节点与温度区间。

场景说明

在材料热解、燃烧等剧烈反应体系中,研究者通常首先关注体系内大分子产物的分布与动力学演化。本数据为 LAMMPS 中 fix reaxff/species 命令导出的宏观物种产出文件。借助本案例的实操,用户能够快速导入海量大文件的组分数据,对特定种类(如甲烷、乙烯等气相碎片)的浓度与质量响应走势进行透视分析;更可自动关联生成具有丰富理化意义的相态组成统计以及 TG/DTG(热重)分析曲线,省去了繁重的手动脚本编写时间。

参见

操作参考: 有关完整执行步骤,请参阅 快速开始 — 创建 Species-Based 项目

7.5. 案例四:Bonds-Based/基于键序 分析

针对需要研究微观机理的复杂反应体系时,只分析单一的宏观大片段统计会遗漏基元反应和断键重组逻辑的细节。使用 Bonds-Based 模式对局部化学键进行时序追踪,可建立完整的微观反应网络。

数据位置

examples/project/CH/bonds.reaxc
examples/project/CH/dump.lammpstrj

测试体系

碳氢(C/H)体系分子动力学轨迹

实验目标

1. 掌握基元反应发生频率的统计排序逻辑。
2. 结合 Atom TraceMolecule Trace,筛选出含有目标元素的原子或分子的断键与成键事件时间节点。
3. 在 Trajectory 界面中调取对应时刻的三维视口,验证宏观反应产物的空间来源与几何构象变化。

场景说明

探究复杂反应体系的微观机理时,仅依赖宏观碎片统计常常会遗漏基元网络和断键重组逻辑的核心细节。本场景基于一组高度匹配的化学键序文件与三维轨迹数据,展示了 AutoRMA 旗舰级的数据解算能力:用户不仅能获取详尽的化学拓扑演变图谱、反应频率及各类官能团动态演化,还能在原生自带且深度集成的 3D 可视化视图中,将原子的运动与微观拓扑变化同频映射,亲手演练如何正向推进或逆向溯源原子(或分子)的完整反应路径。

参见

操作参考: 有关完整执行步骤,请参阅 快速开始 — 创建 Bonds-Based 项目