LAMMPS Documentation
The LAMMPS Developers
Jun 18, 2019
USER DOCUMENTATION
I 18 Jun 2019 version 1
1 Introduction 5
1.1 Overview of LAMMPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2 What does a LAMMPS version mean . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.3 LAMMPS features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.3.1 General features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.3.2 Particle and model types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.3 Interatomic potentials (force fields) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.4 Atom creation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3.5 Ensembles, constraints, and boundary conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3.6 Integrators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.7 Diagnostics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.8 Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.9 Multi-replica models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.10 Pre- and post-processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3.11 Specialized features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.4 LAMMPS non-features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.5 LAMMPS open-source license . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.6 Authors of LAMMPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.7 Additional website links . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2 Install LAMMPS 15
2.1 Download an executable for Linux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.1.1 Pre-built Ubuntu Linux executables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.1.2 Pre-built Fedora Linux executables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.1.3 Pre-built EPEL Linux executable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.1.4 Pre-built OpenSuse Linux executable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.1.5 Gentoo Linux executable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.2 Download an executable for Mac . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.3 Download an executable for Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.4 Download source and documentation as a tarball . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.5 Download source via Git . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.6 Download source via SVN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.7 Applying patches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3 Build LAMMPS 25
3.1 Build LAMMPS with CMake . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.2 Build LAMMPS with make . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.3 Link LAMMPS as a library to another code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.4 Basic build options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
i
3.4.1 Serial vs parallel build . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.4.2 Choice of compiler and compile/link options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.4.3 Build LAMMPS as an executable or a library . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.4.4 Build the LAMMPS documentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.4.5 Install LAMMPS after a build . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.5 Optional build settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.5.1 FFT library . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.5.2 Size of LAMMPS data types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.5.3 Output of JPG, PNG, and movie files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.5.4 Read or write compressed files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.5.5 Memory allocation alignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.5.6 Workaround for long long integers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.5.7 Exception handling when using LAMMPS as a library . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.6 Include packages in build . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.7 Packages with extra build options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.7.1 COMPRESS package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.7.2 GPU package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.7.3 KIM package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.7.4 KOKKOS package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.7.5 LATTE package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.7.6 MESSAGE package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.7.7 MSCG package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.7.8 OPT package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.7.9 POEMS package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.7.10 PYTHON package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.7.11 VORONOI package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.7.12 USER-ADIOS package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.7.13 USER-ATC package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.7.14 USER-AWPMD package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.7.15 USER-COLVARS package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.7.16 USER-PLUMED package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.7.17 USER-H5MD package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.7.18 USER-INTEL package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.7.19 USER-MOLFILE package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.7.20 USER-NETCDF package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.7.21 USER-OMP package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.7.22 USER-QMMM package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.7.23 USER-QUIP package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.7.24 USER-SCAFACOS package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.7.25 USER-SMD package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.7.26 USER-VTK package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.8 Notes for building LAMMPS on Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.8.1 General remarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.8.2 Running Linux on Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.8.3 Using GNU GCC ported to Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.8.4 Using a cross-compiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.8.5 Native Visual C++ support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4 Run LAMMPS 63
4.1 Basics of running LAMMPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.2 Command-line options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.3 Screen and logfile output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.4 Running LAMMPS on Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
ii
5 Commands 75
5.1 LAMMPS input scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
5.2 Parsing rules for input scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
5.3 Input script structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
5.4 Commands by category . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
5.5 General commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5.6 Fix commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.7 Compute commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
5.8 Pair_style potentials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
5.9 Bond_style potentials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
5.10 Angle_style potentials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
5.11 Dihedral_style potentials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
5.12 Improper_style potentials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
5.13 KSpace solvers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
5.14 Removed commands and packages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
5.14.1 Fix ave/spatial and fix ave/spatial/sphere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
5.14.2 MEAM package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
5.14.3 REAX package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.14.4 USER-CUDA package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.14.5 restart2data tool . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
6 Optional packages 89
6.1 Standard packages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
6.2 User packages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
6.3 Package details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
6.3.1 ASPHERE package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
6.3.2 BODY package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
6.3.3 CLASS2 package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
6.3.4 COLLOID package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
6.3.5 COMPRESS package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
6.3.6 CORESHELL package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
6.3.7 DIPOLE package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
6.3.8 GPU package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
6.3.9 GRANULAR package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
6.3.10 KIM package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
6.3.11 KOKKOS package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
6.3.12 KSPACE package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
6.3.13 LATTE package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
6.3.14 MANYBODY package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
6.3.15 MC package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
6.3.16 MESSAGE package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
6.3.17 MISC package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
6.3.18 MOLECULE package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
6.3.19 MPIIO package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
6.3.20 MSCG package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
6.3.21 OPT package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
6.3.22 PERI package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
6.3.23 POEMS package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
6.3.24 PYTHON package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
6.3.25 QEQ package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
6.3.26 REPLICA package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
6.3.27 RIGID package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
6.3.28 SHOCK package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
6.3.29 SNAP package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
iii
