本文介绍如何使用E-HPC集群运行LAMMPS开源仿真软件，以3d Lennard-Jones melt模型进行工业仿真，并通过可视化的方式查看仿真结果。
背景信息
LAMMPS（Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator）是一款经典分子动力学软件。 LAMMPS包含的势函数可用于固体材料（金属、半导体）、软物质（生物大分子，聚合物）、粗粒化或介观尺度模型体系。
E-HPC作为高性能且弹性的计算集群，可为复杂工程和力学结构提供辅助分析，通过大量数据仿真模拟优化产品结构和性能，目前在工业仿真领域的应用越来越多。
准备工作
创建E-HPC集群。具体操作，请参见使用向导创建集群。
配置集群时，本文使用的软硬件参数配置示例如下：
参数
说明
硬件参数
部署方式为标准，包含2个管控节点，1个计算节点和1个登录节点，其中计算节点使用vCPU≥32的实例规格（例如ecs.c7.8xlarge）。
说明本示例计算量不大，实际使用中可以依据作业计算量增加计算节点的数量。
软件参数
镜像选择CentOS 7.6公共镜像，调度器选择pbs，并打开VNC开关。
创建集群用户。具体操作，请参见创建用户。
集群用户用于登录集群，进行编译软件、提交作业等操作，本文创建的用户示例如下：
用户名：testuser
用户组：sudo权限组
安装软件。具体操作，请参见安装软件。
需安装的软件如下：
lammps-openmpi，版本为31Mar17
openmpi，版本为1.10.7
vmd，版本为1.9.3
步骤一：连接集群
选择以下一种方式连接集群。本文使用的用户名为testuser，连接集群后会默认登录到/home/testuser。
通过客户端
该方式仅支持使用PBS调度器的集群。操作前，请确保您已下载安装E-HPC客户端，且已配置客户端所需环境。具体操作，请参见配置客户端所需环境。
打开并登录E-HPC客户端。
在客户端左侧导航栏，单击会话管理。
在会话管理页面的右上角，单击terminal，打开Terminal窗口。
通过控制台
登录弹性高性能计算控制台。
在顶部菜单栏左上角处，选择地域。
在左侧导航栏，单击集群。
在集群页面，找到目标集群，单击远程连接。
在远程连接页面，输入集群用户名、登录密码和端口，单击ssh连接。
步骤二：提交作业
执行以下命令创建算例文件，算例文件命名为lj.in。
vim lj.in算例内容示例如下：
# 3d Lennard-Jones melt variable x index 1 variable y index 1 variable z index 1 variable xx equal 20*$x variable yy equal 20*$y variable zz equal 20*$z units lj atom_style atomic lattice fcc 0.8442 region box block 0 ${xx} 0 ${yy} 0 ${zz} create_box 1 box create_atoms 1 box mass 1 1.0 velocity all create 1.44 87287 loop geom pair_style lj/cut 2.5 pair_coeff 1 1 1.0 1.0 2.5 neighbor 0.3 bin neigh_modify delay 0 every 20 check no fix 1 all nve dump 1 all xyz 100 sample.xyz run 10000执行以下命令创建作业脚本文件，脚本文件命名为lammps.pbs。
vim lammps.pbs作业脚本内容示例如下：
说明以下示例使用1个计算节点的32 vCPU，使用32个MPI任务进行高性能计算。请根据实际计算节点规格配置vCPU数，算力要求vCPU≥32。
#!/bin/sh #PBS -l select=1:ncpus=32:mpiprocs=32 #PBS -j oe export MODULEPATH=/opt/ehpcmodulefiles/ #module命令依赖的环境变量 module load lammps-openmpi/31Mar17 module load openmpi/1.10.7 echo "run at the beginning" mpirun lmp -in ./lj.in #请根据实际修改lj.in文件的路径执行以下命令提交作业。
qsub lammps.pbs预期返回如下，表示生成的作业ID为0.scheduler。
0.scheduler
步骤三：查看作业结果
执行以下命令查看作业结果。
cat lammps.pbs.o0说明如果您不指定作业标准输出路径，则默认按照调度器行为生成输出文件。默认作业结果文件输出
/home/<用户名>/目录下，本示例中的作业结果文件为/home/testuser/lammps.pbs.o0。预期返回如下：
...... Per MPI rank memory allocation (min/avg/max) = 3.777 | 3.801 | 3.818 Mbytes Step Temp E_pair E_mol TotEng Press 0 1.44 -6.7733681 0 -4.6134356 -5.0197073 10000 0.69814375 -5.6683212 0 -4.6211383 0.75227555 Loop time of 9.81493 on 32 procs for 10000 steps with 32000 atoms Performance: 440145.641 tau/day, 1018.856 timesteps/s 97.0% CPU use with 32 MPI tasks x no OpenMP threads MPI task timing breakdown: Section | min time | avg time | max time |%varavg| %total --------------------------------------------------------------- Pair | 6.0055 | 6.1975 | 6.3645 | 4.0 | 63.14 Neigh | 0.90095 | 0.91322 | 0.92938 | 0.9 | 9.30 Comm | 2.1457 | 2.3105 | 2.4945 | 6.9 | 23.54 Output | 0.16934 | 0.1998 | 0.23357 | 4.3 | 2.04 Modify | 0.1259 | 0.13028 | 0.13602 | 0.8 | 1.33 Other | | 0.06364 | | | 0.65 Nlocal: 1000 ave 1022 max 986 min Histogram: 5 3 6 3 4 4 2 2 1 2 Nghost: 2705.62 ave 2733 max 2668 min Histogram: 1 1 0 3 7 5 4 5 4 2 Neighs: 37505 ave 38906 max 36560 min Histogram: 7 3 2 4 5 2 3 3 2 1 Total # of neighbors = 1200161 Ave neighs/atom = 37.505 Neighbor list builds = 500 Dangerous builds not checked Total wall time: 0:00:10使用VNC可视化查看作业结果。
打开VNC。
说明请确保集群所属安全组已打开VNC所需端口。控制台操作时系统会自动打开12016端口，客户端操作时，请您自行打开端口，首个VNC窗口使用12017端口，如果有多个用户使用VNC，则端口号按顺序递增。
通过客户端
在客户端的左侧导航栏，单击会话管理。
在会话管理页面的右上角，单击VNC，打开VNC窗口。
通过控制台
在弹性高性能计算控制台的左侧导航栏，单击集群。
在集群页面，找到目标集群，单击更多 > VNC。
使用VNC远程连接可视化服务。具体操作，请参见连接可视化服务。
在VNC窗口中，选择Application>System Tools>Terminal。
运行
/opt/vmd/1.9.3/vmd打开VMD软件。在VMD Main对话框中，选择File > New Molecule...。
单击Filename处对应的Browse...，选择结果文件sample.xyz。
说明sample.xyz文件的路径为/home/testuser/sample.xyz。
单击Load，可在VMD 1.9.3 OpenGL Display窗口查看可视化结果。
