pymd 分子动力学模拟器

一个用Python编写的模块化分子动力学(MD)模拟框架。

特性

• 多种势能函数: Lennard-Jones, Morse, EAM
• 灵活的边界条件: 周期性、开放、混合
• 多种恒温器: NVE, Berendsen, Nose-Hoover
• 晶格生成器: FCC, BCC, SC
• YAML配置: 通过配置文件设置模拟

安装

pip install numpy
# 可选
pip install pyyaml

使用Conda

conda env create -f environment.yml
conda activate pymd

快速开始

from pymd.builder import SystemBuilder
from pymd.core import Units
from pymd.force import ForceCalculator, NumericalBackend
from pymd.integrator import VelocityVerlet
from pymd.potential import LennardJonesPotential
from pymd.simulator import Simulator
from pymd.thermostat import NoThermostat

# 构建系统
system = (
    SystemBuilder()
    .element("Ar", mass=1.0)
    .fcc_lattice(nx=2, ny=2, nz=2, a=1.5)
    .temperature(0.8)
    .units(Units.LJ())
    .build()
)

# 设置势能和力计算
potential = LennardJonesPotential(epsilon=1.0, sigma=1.0, cutoff=2.5)
force_calc = ForceCalculator(potential, NumericalBackend())

# 运行模拟
sim = Simulator(
    system=system,
    integrator=VelocityVerlet(dt=0.005),
    force_calculator=force_calc,
    thermostat=NoThermostat(),
)
sim.run(num_steps=100)

运行示例

python examples/quick_test.py

测试

python -m pytest tests/unit/ -q
# 148 tests passing

文档

• 用户手册
• 开发者指南

许可证

MIT

作者

本软件由 Prof. Bin Shan (单斌教授) 开发。 如有问题或建议，请联系：stanfordbshan@gmail.com