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🚀 快速入门

本页帮助你安装 GPUMDkit 并运行第一个命令。你可以通过交互菜单或直接使用命令行选项来使用 GPUMDkit。

功能简介

GPUMDkit 为计算材料科学中的常见任务提供统一入口——格式转换、结构分析、性质计算和可视化——无需编写自定义脚本。

准备工作

1. 准备 Python 环境

conda create -n gpumdkit python=3.12
conda activate gpumdkit

部分可选功能需要额外依赖:

pip install neptrain dpdata calorine

其他 Python 依赖由对应脚本在运行时导入。如果缺少某个包,使用对应功能时 Python 会给出提示。

2. 安装 GPUMDkit

克隆仓库并运行安装脚本:

git clone https://github.com/zhyan0603/GPUMDkit.git
cd GPUMDkit
source ./install.sh

安装脚本会写入 GPUMDkit_pathPATH 设置,并在当前 shell 中加载。默认写入 ~/.bashrc;如果当前 shell 是 zsh,则写入 ~/.zshrc。如果检测到已有 GPUMDkit 路径,安装脚本会打印旧路径并询问是否替换;修改 rc 文件前会先创建备份。

典型安装输出:

======================================================
  GPUMDkit Installation
======================================================
 [1/4] Detecting GPUMDkit directory...
       /path/to/GPUMDkit
 [2/4] Detecting shell configuration...
       Target: /Users/you/.bashrc
       Adding environment variables to /Users/you/.bashrc
       Success: Environment variables added.
 [3/4] Setting executable permissions...
       Added executable permission to gpumdkit.sh
 [4/4] Loading environment...

======================================================
  Installation Complete!  GPUMDkit is ready to use.
======================================================

如果之前已经安装过 GPUMDkit,可能会看到:

Existing GPUMDkit configuration found.
Existing path(s):
  - /old/path/to/GPUMDkit
New path:
  - /new/path/to/GPUMDkit

Replace the existing GPUMDkit configuration with the new path? [y/N]:

3. 验证安装

gpumdkit.sh -h

此命令会打印帮助表,列出所有可用选项。

交互模式

gpumdkit.sh

打开主菜单:

           ____ ____  _   _ __  __ ____  _    _ _
          / ___|  _ \| | | |  \/  |  _ \| | _(_) |_
         | |  _| |_) | | | | |\/| | | | | |/ / | __|
         | |_| |  __/| |_| | |  | | |_| |   <| | |_
          \____|_|    \___/|_|  |_|____/|_|\_\_|\__|

          GPUMDkit Version 1.5.6 (dev) (2026-06-17)
    Core Developer: Zihan YAN (yanzihan@westlake.edu.cn)
 Main Contributors: Denan LI, Xin WU, Zhoulin LIU & Chen HUA

 ---------------------- GPUMD ------------------------
 1) Format Conversion          2) Sample Structures
 3) Workflow                   4) Calculators
 5) Analyzer                   6) Visualization
 7) Utilities                  8) Help                
 0) Exit
 ------------>>
 Input the function number:

按数字选择模块。每个模块提供包含具体功能的子菜单。

命令行模式

直接命令使用固定的位置参数:

gpumdkit.sh -<选项> [参数...]

示例:

gpumdkit.sh -pos2exyz POSCAR model.xyz
gpumdkit.sh -plt train
gpumdkit.sh -calc msd trajectory.xyz Li 10

第一个示例读取 POSCAR,写出 model.xyz

Hello World 示例

一个最小化的端到端检查,确认安装是否正常——创建一个极小的硅 POSCAR,转换为 extxyz,并查看输出:

cat > POSCAR << 'EOF'
Si
1.0
0 2.715 2.715
2.715 0 2.715
2.715 2.715 0
Si
1
direct
0 0 0
EOF
gpumdkit.sh -pos2exyz POSCAR model.xyz
head model.xyz

如果 model.xyz 显示一个 Si 原子及晶格信息,说明安装成功。

什么是 extxyz? extxyz 是扩展 XYZ 格式:第 1 行是原子数,第 2 行包含晶格及结构级属性(按需包含能量/力/维里),第 3 行及以后是每个原子及其原子级属性。它是 NEP 的原生训练数据格式。

常见示例

POSCAR 转 extxyz

gpumdkit.sh -pos2exyz POSCAR model.xyz

添加 GPUMD group 标签

gpumdkit.sh -addgroup POSCAR Li Y Cl

group 标签用于一些需要原子分组的 GPUMD 相关流程和分析,例如特定元素的 MSD 或扩散性质计算。

绘制 NEP 训练结果

gpumdkit.sh -plt train
NEP training results

绘制 NEP 测试集结果

gpumdkit.sh -plt test
NEP test results

绘制热力学量

gpumdkit.sh -plt thermo
Thermo plot

绘制 MSD 和自扩散系数

gpumdkit.sh -plt msd
gpumdkit.sh -plt sdc
MSD plot SDC plot

说明

  • 使用 gpumdkit.sh -h 查看所有可用选项。
  • 使用 gpumdkit.sh -<选项> -h 获取特定选项的帮助(例如 gpumdkit.sh -plt train -h)。
  • 各模块的详细用法请参见首页中链接的对应教程页面。