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CAMPOS原子仿真環(huán)境（ASE）介紹

來源：時間：2022-12-16 16:16:54 瀏覽：1900次

ASE是一個用Python編程語言編寫的原子模擬環(huán)境，目的是建立、指導和分析原子模擬。ASE在設計過程中有許多“設計目標”，使得它具有以下特性：

1. 易于使用——用ASE建立原子總能量計算或分子動力學模擬是簡單而直接的。ASE可以通過圖形用戶界面、命令行工具和Python語言來調(diào)用。Python腳本是很容易理解，也是通用性非常操作系統(tǒng)中，不進行任何代碼修改的情況下執(zhí)行非常復雜的模擬任務。例如，一系列順序計算可以使用簡單的“for-loop”構(gòu)建執(zhí)行強的編程語言。新用戶可以很容易地調(diào)用ASE的所有功能。

2. 靈活——由于ASE是基于Python語言編寫的，因此可以在不同的。使用ASE模塊可以執(zhí)行許多標準的模擬任務。

3. 可定制——ASE中的Python代碼由用于不同目的的模塊組成。其中包括用于計算能量、力和應力的ase.calculators，用于控制原子運動的ase.md和ase.optimize，還有constraints對象，以及NEB（nudged-elastic-band）方法的模塊等。面向?qū)ο蟠a的模塊化使得向ASE貢獻新功能變得非常簡單。

4. Python化——通過使用流行的NumPy包進行數(shù)值工作(有關(guān)的簡短介紹，請參閱“Python中的數(shù)值數(shù)組”部分)，它可以很好地嵌入到其他的python代碼當中。Python語言的使用使得ASE既可以交互使用，也可以在腳本中使用。

5. 開放參與——ASE（CAMPOS原子仿真環(huán)境）是在”GNU Lesser General Public License version 2.1“許可體系或其任何更新版本下發(fā)布的。參看COPYING或者COPYING.LESSER網(wǎng)頁，或在GNU的web服務器http://www.gnu.org/licenses/上查看許可。每個人都可以被邀請參與使用和開發(fā)代碼。

ASE通過Calculators模塊為很多不同的計算軟件提供交互界面，它們可以與核心Atoms模塊和許多ASE中的算法配合使用。如下例：

>>> # Example: structure optimization of hydrogen molecule

>>> from ase import Atoms

>>> from ase.optimize import BFGS

>>> from ase.calculators.nwchem import NWChem

>>> from ase.io import write

>>> h2 = Atoms('H2',

...            positions=[[0, 0, 0],

...                       [0, 0, 0.7]])

>>> h2.calc = NWChem(xc='PBE')

>>> opt = BFGS(h2)

>>> opt.run(fmax=0.02)

BFGS: 0 19:10:49 -31.435229 2.2691

BFGS: 1 19:10:50 -31.490773 0.3740

BFGS: 2 19:10:50 -31.492791 0.0630

BFGS: 3 19:10:51 -31.492848 0.0023

>>> write('H2.xyz', h2)

>>> h2.get_potential_energy()

-31.492847800329216

Calculators模塊支持的計算軟件

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