Install - Software - Simulation

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Created At : 2024-04-23 10:22

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大智若愚

Updated time: 06/23 2026.

科学计算与分子模拟软件的安装：Lammps、VASP、Phonopy、N2P2。

Lammps - Debian 12.5
Ref:

chatgpt

3.1. Build LAMMPS with CMake — LAMMPS documentation

LAMMPS 的源代码安装相对复杂，因为它可以根据需要配置各种选项和扩展。下面是使用 CMake 进行安装的一种常规方法，包括了一些可能需要的依赖项如 FFTW 和 MPICH。

安装
1. 安装前准备
首先，确保你的系统上安装了编译工具和 CMake。另外，对于并行计算支持，你可能需要安装 MPI 实现，如 MPICH 或 OpenMPI。

sudo apt-get update sudo apt-get install build-essential cmake git sudo apt-get install mpich libmpich-dev sudo apt-get install openmpi-bin openmpi-common libopenmpi-dev mpirun --version

如果你打算使用 FFTW （用于更快的傅里叶变换），你也需要安装 FFTW 库：

sudo apt-get install libfftw3-dev libfftw3-double3

2. 获取 LAMMPS 源代码
从 GitHub 克隆 LAMMPS 的仓库：

git clone -b stable https://github.com/lammps/lammps.git lammps cd lammps

这里我们选择了稳定版分支，但你也可以选择其他分支，如开发版等。

3. 使用 CMake 配置构建
创建一个构建目录并进入：

mkdir build cd build

运行 CMake 来配置构建过程。你可以根据需要启用或禁用特定的包或功能：

cmake ../cmake -D PKG_MPI=yes # configuration reading CMake scripts from ../cmake cmake --build . # compilation (or type "make") # cmake ../cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/path/to/install/lammps

这里的 /path/to/install/lammps 应该被替换为你希望安装 LAMMPS 的目录。你可以添加额外的 CMake 选项来启用或禁用特定的 LAMMPS 包，例如：

-DPKG_MANYBODY=yes -DPKG_MOLECULE=yes #test /build/lmp -h

4. 编译和安装
编译 LAMMPS：

make -j4 # 使用4个核心进行编译，根据你的处理器调整这个数字

安装 LAMMPS：

make install

5. 测试安装
确保 LAMMPS 已正确安装，可以运行下面的命令测试：

/path/to/install/lammps/bin/lmp -h

这应该会显示 LAMMPS 的帮助信息，证明安装成功。

After the initial build, whenever you edit LAMMPS source files, enable or disable packages, change compiler flags or build options, you must re-compile and relink the LAMMPS executable with cmake --build . (or make). If the compilation fails for some reason, try running cmake . and then compile again. The included dependency tracking should make certain that only the necessary subset of files is re-compiled. You can also delete compiled objects, libraries, and executables with cmake --build . --target clean (or make clean).

6. 修改
在使用 ccmake . 进行配置时，退出 ccmake 的界面操作比较简单：

保存并生成配置：如果您已经进行了配置修改并希望保存这些更改，并生成用于编译的 Makefile：

按下 c 键以配置参数，可能需要多次按 c 直到所有配置问题解决并出现 [g]enerate 的选项。

完成配置后，按下 g 键来生成 Makefile 并退出 ccmake。

退出而不保存更改：如果您想退出而不保存所做的更改：

按下 q 键。如果您没有进行任何未保存的更改，这将直接退出 ccmake。

如果您已经修改了配置但还未保存，系统会询问您是否真的要退出。此时，再次按 q 确认退出而不保存更改。

总的来说，ccmake 的操作主要通过界面底部的提示进行，按键操作直接响应于提示的指令。

修改配置
1. 打开 CMake 配置
首先，您需要进入到 LAMMPS 的源代码或构建目录，并使用 CMake 来修改现有配置。

使用命令行界面
如果您在终端中，可以使用 ccmake（面向字符的界面）或 cmake-gui（图形界面）：

cd /path/to/lammps/build ccmake . # 或者 cmake-gui .

在 ccmake 界面中：

按 t 切换到高级视图。

使用键盘上下箭头选择要启用的包（包名称以 PKG_ 开头）。

按 Enter 改变选项（ON/OFF）。

一旦完成配置，按 c 进行配置，然后按 g 生成并退出。

在 cmake-gui 中：

修改包的选项，将它们从 OFF 改为 ON。

点击 “Configure”，然后 “Generate”。

修改 CMake 文件
或者，您可以直接编辑 CMake 命令行选项，在终端中运行：

cd /path/to/lammps/build cmake -DPKG_MANYBODY=ON -DPKG_MOLECULAR=ON ..

上述命令启用了 MANYBODY 和 MOLECULAR 包。您可以根据需要启用更多包。

2. 重新编译 LAMMPS
配置完成后，重新编译 LAMMPS：

make -j $(nproc)

这里的 -j $(nproc) 选项允许并行编译，加快编译过程。$(nproc) 命令会自动替换为您系统中的处理器核心数。

3. 安装（可选）
如果您之前安装了 LAMMPS（通过 make install），则需要再次安装来更新安装的二进制文件：

make install

4. 验证
验证新包是否正确安装，可以运行：

/path/to/lammps/build/lmp -info

查看输出，确认新包已列出。

这些步骤将指导您通过添加所需的 LAMMPS 包来自定义您的模拟环境。

安装python包
2.2. Installation — LAMMPS documentation

To specify a virtual environment when installing LAMMPS using CMake, follow these steps:

1. First, create and activate your virtual environment:
python3 -m venv ~/myenv source ~/myenv/bin/activate

2. When configuring LAMMPS with CMake, set the CMAKE_INSTALL_PREFIX to point to your virtual environment:
cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX='~/mysoft/env/mydft' ../cmake

3. Build and install LAMMPS:
cmake --build . --target install

4. You can also install the Python package with:
make install-python

This approach ensures that LAMMPS and its Python module are correctly integrated into your virtual environment.

安装Vorinoi/KIm 包
3.7. Packages with extra build options — LAMMPS documentation

Very easy using CMAKE.

Lammps - ZC-M6
安装
source /public3/soft/modules/module.sh module list module purge module load cmake/3.24.1 module load gcc/12.2 module load mpi/intel/17.0.7-thc module load fftw/3.3.8-mpi cd lammps # change to the LAMMPS distribution directory mkdir build; cd build # create and use a build directory # configuration reading CMake scripts from ../cmake # 已安装的N2P2使用intel编译器，而lammps不是，所以这里用内置的命令安装ML-HDNNP cmake \ -C ../cmake/presets/most.cmake \ -C ../cmake/presets/nolib.cmake \ -D CMAKE_C_COMPILER=/public3/soft/gcc/12.2/bin/gcc \ -D CMAKE_CXX_COMPILER=/public3/soft/gcc/12.2/bin/c++ \ -D CMAKE_Fortran_COMPILER=/public3/soft/gcc/12.2/bin/gfortran \ -D FFTW3_INCLUDE_DIR=/public3/soft/fftw/3.3.8-mpi/include \ -D FFTW3_LIBRARY=/public3/soft/fftw/3.3.8-mpi/lib/libfftw3.so \ -D PKG_VORONOI=on \ -D DOWNLOAD_VORO=on \ -D PKG_ML-HDNNP=on \ -D DOWNLOAD_N2P2=on \ ../cmake # -D N2P2_DIR=/public3/home/scg6928/mysoft/tools/n2p2/2.3.0/n2p2-2.3.0 \ cmake --build . # compilation (or type "make -j 4" 不要用太多核并行) cmake --build . --parallel 4 # 查看所有可选项 cmake -L cmake -LAH

Python
# 成功安装 # dft virtual environment source ~/path/to/venv/bin/python # 注意路径指向lib的父级目录 cmake -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/public3/home/scg6928/mysoft/env/pyenv/dft/ -D BUILD_SHARED_LIBS=on . cmake --build . --parallel 4 # make -j 4 make install-python

VASP
6.3.2 (5.4.4 装不了)
Install intel Base/HPC toolkit
VASP 5.4.4编译与安装 - 知乎 (zhihu.com)

intel Base

intel HPC

https://www.intel.com/content/www/us/en/developer/articles/technical/building-vasp-with-intel-mkl-and-intel-compilers.html

甚至可以用apt安装，但是我们需要自行编译 fftw，以及用apt安装的无法调用 icc 命令，应该是环境配置不对

hdf5
编译支持HDF5的VASP - 哔哩哔哩 (bilibili.com)

安装HDF5

下载HDF5及相关的SZIP和ZLIB，链接如下

ZLIB: https://www.zlib.net/zlib-1.2.11.tar.gz

SZIP: https://support.hdfgroup.org/ftp/lib-external/szip/2.1.1/src/szip-2.1.1.tar.gz

HDF5: https://www.hdfgroup.org/downloads/hdf5/source-code/

安装HDF5 和VASP 的编译器必须一致

安装

export CC=icc export CXX=icpc export FC=ifort export CFLAGS='-O3 -xHost -ip' export CXXFLAGS='-O3 -xHost -ip' export FCFLAGS='-O3 -xHost -ip' tar -zxvf szip-2.1.1.tar.gz cd szip-2.1.1 ./configure --prefix=~/bin/szip make make check make install tar -zxvf zlib-1.2.7.tar.gz cd zlib-1.2.7 ./configure --prefix=~/bin/zlib make make install tar -zxvf hdf5-1.8.8.tar.gz cd hdf5-1.8.8 ./configure --prefix=~/bin/hdf5 --enable-fortran --with-szip=~/bin/szip --with-zlib=~/bin/zlib make make install

VASP编译

修改makefile.include，添加

#HDF5-support (optional but strongly recommended) CPP_OPTIONS+= -DVASP_HDF5 HDF5_ROOT ?= ~/bin/hdf5 LLIBS += -L$(HDF5_ROOT)/lib -lhdf5_fortran INCS += -I$(HDF5_ROOT)/include

make DEPS=1 -j16 all

5.4.4+VTST+Yin patch
Ref: http://bbs.keinsci.com/thread-11111-1-1.html https://mp.weixin.qq.com/s/yEMI2VjzW_kLx_TpDpxM3w

Yin patch涉及以下几个文件

CONSTR_CELL_RELAX.F: VTST不修改

DYNA.F: VTST不修改

MAIN.F: VTST修改的是3146，3147行，且行数没有变化。Yin Patch修改的是3556-3563行。

.objects: VTST修改的是73行chain.o后面添加。不影响前面的行数。Yin patch修改的是19-25行，添加了y_max_force.o编译。

y_max_force.F: 新增的文件。

所以，可以在做完VTST的修改之后，再打Yin patch补丁。

In vasp root directory: patch -p1 < supercell_constraint/mypatch

Phonopy
Conda
conda create -n phonopy -c conda-forge conda activate phonopy conda install -c conda-forge phonopy phonopy export PATH=$(which python):$PATH 后续发现不添加PATH也可以

Pyvenv
python -m venv ~/mysoft/env/pyenv/phonopy source activate ~/mysoft/env/pyenv/phonopy/bin/activate phonopy 不需要添加PATH

N2P2
Debian 12.5
sudo apt update sudo apt install -y build-essential make g++ libeigen3-dev libopenmpi-dev libblas-dev libgsl-dev sudo nano /etc/apt/sources.list # 清华大学 Debian 镜像 deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bookworm main contrib non-free non-free-firmware deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bookworm main contrib non-free non-free-firmware # 安全更新 deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian-security/ bookworm-security main contrib non-free non-free-firmware deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian-security/ bookworm-security main contrib non-free non-free-firmware # 更新仓库 deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bookworm-updates main contrib non-free non-free-firmware deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bookworm-updates main contrib non-free non-free-firmware cd n2p2/src/ make -j 4 使用gnu编译器，intel编译器GCC12不兼容

超算ZC-M6
source /public3/soft/modules/module.sh module list module purge # module load intel/17.0.7-thc module load eigen/3.8.8-cyc module load gsl/2.5-cjj module load mpi/openmpi/2.0.4-gcc-4.9.0 # gnu 版本 scg6928@ln2:~$ g++ --version g++ (GCC) 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-44) Copyright (C) 2015 Free Software Foundation, Inc. This is free software; see the source for copying conditions. There is NO warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. # 修改makefile 用 gnu编译 15 # Default compiler (gnu/intel/llvm). 16 COMP=gnu # 添加 GSL library 地址 export LD_LIBRARY_PATH=/public3/soft/gsl/2.5/lib:$LD_LIBRARY_PATH # 修改makefile.gnu 获取头文件地址 3 ############################################################################### 4 # EXTERNAL LIBRARY PATHS 5 ############################################################################### 6 # Enter here paths to GSL or EIGEN if they are not in your standard include 7 # path. DO NOT completely remove the entry, leave at least "./". 8 PROJECT_GSL=/public3/soft/gsl/2.5/include/ 9 PROJECT_EIGEN=/public3/soft/eigen/3.3.8-install/include/eigen3/ make && make clean-lammps-hdnnp

Please indicate the source when reprinting. Please verify the citation sources in the article and point out any errors or unclear expressions.

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Lammps - Debian 12.5

安装

1. 安装前准备

2. 获取 LAMMPS 源代码

3. 使用 CMake 配置构建

4. 编译和安装

5. 测试安装

6. 修改

修改配置

1. 打开 CMake 配置

使用命令行界面

修改 CMake 文件

2. 重新编译 LAMMPS

3. 安装（可选）

4. 验证

安装python包

1. First, create and activate your virtual environment:

2. When configuring LAMMPS with CMake, set the `CMAKE_INSTALL_PREFIX` to point to your virtual environment:

3. Build and install LAMMPS:

4. You can also install the Python package with:

安装Vorinoi/KIm 包

Lammps - ZC-M6

安装

Python

VASP

6.3.2 (5.4.4 装不了)

Install intel Base/HPC toolkit

hdf5

5.4.4+VTST+Yin patch

Phonopy

Conda

Pyvenv

N2P2

Debian 12.5

超算ZC-M6

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Lammps - Debian 12.5

安装

1. 安装前准备

2. 获取 LAMMPS 源代码

3. 使用 CMake 配置构建

4. 编译和安装

5. 测试安装

6. 修改

修改配置

1. 打开 CMake 配置

使用命令行界面

修改 CMake 文件

2. 重新编译 LAMMPS

3. 安装（可选）

4. 验证

安装python包

1. First, create and activate your virtual environment:

2. When configuring LAMMPS with CMake, set the CMAKE_INSTALL_PREFIX to point to your virtual environment:

3. Build and install LAMMPS:

4. You can also install the Python package with:

安装Vorinoi/KIm 包

Lammps - ZC-M6

安装

Python

VASP

6.3.2 (5.4.4 装不了)

Install intel Base/HPC toolkit

hdf5

5.4.4+VTST+Yin patch

Phonopy

Conda

Pyvenv

N2P2

Debian 12.5

超算ZC-M6

2. When configuring LAMMPS with CMake, set the `CMAKE_INSTALL_PREFIX` to point to your virtual environment: