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2021-06-09_OOMMF-notes.org

File metadata and controls

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OOMMF

OOMMF是使用最广泛的微磁学模拟程序，它是开源的，跨平台的，底层用C++写成。

构架

  • 启动、控制（主界面：tclsh oommf.tcl)
  • OOMMF eXtensible Solver (Oxs)是求解三维方格子问题的引擎。Oxs有两个接口
    • Oxsii（交互界面）
    • Boxsi（批量模式，命令行界面）
  • 输入文件是MIF2格式，可以用 mifconvert 来将1.x格式转换成2.x格式。 
    tclsh oommf.tcl mifconvert [-f|--force] [--format fmt] [-h|--help] [--nostagecheck] [-q|--quiet] [--unsafe] [-v|--version] input_file output_file

    输入文件里有参数stage，它将整个模拟分成stage个片段。

Oxsii

  • 启动：
    • 通过图形界面mmLaunch
    • 命令行: tclsh oommf.tcl oxsii
  • 输入：从硬盘读取mif文件
  • 输出：mmDisp等

Boxsi

与Oxsii类似。

Oxs_Ext的标准子类

Oxs由Oxs_Ext (Oxs Extension)对象组成，由MIF2文件中的block进行指定。标准发行版中共有8种：

  • atlases 定义空间信息：长、宽、厚。可以定义多个空间大小以备后用。
  • meshes 定义格点离散信息：三个方向上的晶格常数。
  • energies 定义哈密顿量，有以下几种

images/Energies.png 它们需要在单独的block中进行指定。其中依赖格点变化的参数在 field object spec 条目中指定。 每一种都有三个标准输出，分别是：

  • 标量 Energy (这一项哈密顿量的能量，单位：焦耳 J)
  • 标量场 Energy density (能量的空间格点分布，单位：J/m^3)
  • 矢量场 Field (pointwise field, 单位：A/m)
  • evolvers
  • drivers
  • scalar field objects
  • vector field objects
  • MIF support classes

Evolvers

共有两种Evolver：

  • time evolver
    • Oxs_EulerEvolve
    • Oxs_RungeKuttaEvolve
    • Oxs_SpinXferEvolve
  • minimization evolver
    • Oxs_CGEvolve 共轭梯度法

Landau-Lifshitz方程： images/LL.png images/LLG.png 程序中 gamma 的单位是m/A/s, alpha没有量纲，默认值分别为2.211e5和0.5。 alpha =0.5较实验值略大，但可以更快迟豫。

Drivers

Drivers是控制Evolver行为的上层模块，在Oxs中有两种driver:

  • Oxs_TimeDriver 控制time Evolvers
  • Oxs_MinDriver 控制最小化的Evolver

场参数的指定

  • 标量场
  • 矢量场

二维微磁求解器

mmSolve是oommf二维微磁计算引擎，可以求解定义在二维方格子上的三维自旋问题。这个求解器比前面的Oxs更古老， 并且可拓展性更差。应尽量用oxs。

MIF

  • 1.1版本的输入文件用于二维求解器 mmSolve2D, mmProbEd
  • 2.1和2.2输入文件用于三维求解器
  • 所以版本中的单位都是国际单位制SI