LAMMPS package and its use in liquid crystals modeling

Celem niniejszej pracy magisterskiej jest impelemtacja pakietu LAMMPS do prowadzenia symulacji modelowych układów ciekłokrystalicznych metodą dynamiki molekularnej. Szczegółowy opis kładzie nacisk na przekazanie wszystkich niezbędnych informacji, jakie użytkownik powinien posiadać, by z sukcesem uruchomić takie symulacje i stanowi punkt wyjścia do dalszych badań. Uwzględniono zarówno historię powstania, jak i ewolucję programu oraz wyszczególniono najważniejsze paradygmaty, jakimi kierowali się twórcy pakietu wraz z ulepszeniami i rozszerzeniami pochodzącymi od użytkowników. Zawartość każdej sekcji stanowi niezależne rozwinięcie informacji z poprzedniej, dodatkowo poparte praktycznymi przykładami wraz z działającym kodem skryptu wejściowego. Uwzględnienie miejsca, jakie zajmuje LAMMPS w świecie symulacji komputerowych pozwala czytelnikowi na zdobycie szerszego kontekstu i informacji o dostępnych pakietach, a przykłady z literatury dają obraz spektrum problemów, których badanie jest możliwe przy użyciu wspomnianego oprogramowania. Na zakończenie przedstawiono możliwe rozszerzenia i przedmioty aktywnego rozwoju, które jeszcze bardziej zwiększają potencjał programu, zwłaszcza dzięki wykorzystaniu kart graficznych i sztucznej inteligencji. Całość jest przygotowana w sposób nie wymagający uprzedniej styczności z komputerowym modelowaniem materiałów i materii miękkiej.

The aim of this master’s thesis is to present structure of LAMMPS molecular dynamics simulation package. Detailed description provided gives all the informations necessary for the reader to successfuly create his first simulations and is the starting point for further analysis. Historical context of the creation and evolution of LAMMPS are covered, and points out the key paradigms that guided the developers in creating the program and accepting user-sourced enhancements and extensions. The content of each section is an independent development of the information from the previous one, further supported by practical examples along with working code of the input script. The inclusion of LAMMPS’ place in the world of computer simulations allows the reader to gain a broader context and information about the available packages, while examples from the literature provide a picture of the spectrum of problems that can be investigated using the aforementioned software. Conclusions cover possible extensions and objects of active development that further enhance the program’s capabilities, especially through the use of graphics cards and artificial intelligence. This paper is prepared in a way that does not require any previous exposure to computer modeling of materials and soft matter.