经验之谈，如何解决：Out of range atoms - cannot compute PPPM

SherryLiu

最近刚开始学习LAMMPS，遇到 Out of range atoms - cannot compute PPPM 问题时，不知道是什么原因，在网上也找不到有效的解决办法。一般的经验之谈是减小步长，和导师交流了一下，我导师也告诉我减小步长去算，结果就是治标不治本。

经过一天的试验摸索后，我得出结论：Out of range atoms 的错误根本在于分子在趋近平衡的运动过程中有分子重叠了，减小步长的结果就是在计算足够时间后还是会重叠，只不过步数变长了。

我尝试的解决办法是重新定义box size，具体看报错之前的box size或者Lx,y,z是多少，然后将体系的box size设置大概在那个范围内，然后重新run，就可以了。

以下是我的Debug过程：Lx,y,z设置为40时，减小步长还是会报错，大致报错前输出的Lx为25~左右，然后我设置Lx为20或30后，就没再报错。

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补更，最近随着慢慢深入了解 LAMMPS 中的 Force Field 以及 LAMMPS in.file 的书写规则，发现其实出现上述问题是因为在 in.file 中设置 kspace_style pppm 这一项 （当然，其实错误提示中已经告诉了是这一项，但当时自己对 LAMMPS 的理解尚浅，不知道到底是哪错了）。

在 LAMMPS 手册中有写明 pair_style lj/cut/coul/long （既计算L-J势能又计算库仑力）跟 kspace_style ewald or pppm 配对使用，效果等同于 pair_style lj/cut/coul/cut，具体如下所述：Styles lj/cut/coul/long and lj/cut/coul/msm compute the same Coulombic interactions as style lj/cut/coul/cut except that an additional damping factor is applied to the Coulombic term so it can be used in conjunction with the kspace_style command and its ewald or pppmoption. The Coulombic cutoff specified for this style means that pairwise interactions within this distance are computed directly; interactions outside that distance are computed in reciprocal space.


所以在 Equilibrate stage 的 in.file 中 pair_style 设置为 lj/cut/coul/cut，而在 Production Run 阶段改为 pair_style lj/cut/coul/long + kspace_style pppm 0.0001。
附上我在 LAMMPS 中使用 OPLS-AA 力场的 in.file 脚本 （计算的力场参数来源于LigGenPar）：
    units real
    boundary p p p
    atom_style full
  # interaction styles
    bond_style harmonic
    angle_style harmonic
    dihedral_style opls
  # improper_style cvff
    pair_style lj/cut/coul/cut 15.0
    pair_modify mix geometric tail yes
  # OPLS considers 1-4 interactions with 50%.
    special_bonds lj/coul 0.0 0.0 0.5
    neighbor 2.0 bin
    neigh_modify every 5 delay 0 check yes   
  # kspace_style pppm 0.0001

wangyf

SherryLiu 发表于 2019-7-9 03:44
补更，最近随着慢慢深入了解 LAMMPS 中的 Force Field 以及 LAMMPS in.file 的书写规则，发现其实出现上述 ...

楼主 你好 我也遇到了这样的问题 您的意思是应该在初始阶段不使用kspace_style pppm命令吗？

SherryLiu

wangyf 发表于 2019-7-30 20:14
楼主 你好 我也遇到了这样的问题 您的意思是应该在初始阶段不使用kspace_style pppm命令吗？

对的 在没平衡之前不使用 kspace_style 的命令

wangyf

SherryLiu 发表于 2019-7-31 03:51
对的 在没平衡之前不使用 kspace_style 的命令

好的 十分感谢！

梁猫头123

你好，我也遇到了同样的问题，既然kspce +coul /cut 和coul /long效果相同，为什么在没平衡之前不使用kspace命令可以解决这个问题呢？

SherryLiu

梁猫头123 发表于 2019-9-26 19:44
你好，我也遇到了同样的问题，既然kspce +coul /cut 和coul /long效果相同，为什么在没平衡之前不使用kspac ...

我也不知道

兽兽果

Sherry,你好，我是小白一个，最近开始学习分子动力学模拟。想向你请教个问题~用lammps提交任务的时候，仅仅是做个npt平衡，任务运行中，没有出现error却自动终止了，我想请问下你出现过这种情况吗？问题出在哪里呢？

oldniuniuslober

以前经常遇见这个问题只知道可能是构型的不合理，受教了

RockyYoung

楼主你好，lampps里长程力处理如pppm等，在盒子距离内的力，用potentials计算，超出盒子距离的力，采用傅立叶转化在倒空间中计算，在预平衡不计算长程力对结果有影响么？

SherryLiu

RockyYoung 发表于 2020-5-13 16:05
楼主你好，lampps里长程力处理如pppm等，在盒子距离内的力，用potentials计算，超出盒子距离的力，采用傅立 ...

Sorry, I do not know. 你说的好复杂啊，我也不太了解。不过好像是可以在预平衡时候不计算长程力以节省计算成本，但具体有何影响，我就不知道了。

paplika

谢谢！我建模遇到的问题终于解决了！

星星没有九十九

感谢分享

731784671

我尝试了一下楼主的办法，没有成功。分享一下我找到的一种解决办法，扩大neighbor bin的大小，我是把2.0改到3.0之后可以正常跑了，
参考网址：httpsLAMMPS / Re: [lammps-users] out of range atoms - cannot compute PPPM (sourceforge.net)

tuzhidingdong

It happens when your atoms move too far and cannot be mapped onto the portion of the PPPM grid owned by a processor.  Could be you aren't reneighboring often
enough.  Could be your dynamics is bad and atoms are moving too far.

Deathaliveone

万分感谢，我的模型因为晶胞的单体分子比较大，初始弛豫一直这样报错，成功解决了，谢谢