×

粒子动力学的快速多极方法。 (英语) Zbl 1113.81135号

概要:粒子系统模拟的发展得益于计算机速度和算法的进步。采用O(N)算法解决N体模拟问题的速度较慢,因为这种缩放仅对相对较大的N体具有竞争力。我们的工作旨在寻找分子模拟中典型使用的中间值\(N)的算法修改和实际实现。本文综述了分子系统中静电相互作用的快速多极技术。本文介绍了应用于远程力的快速求和背后的基本数学,以及加速求解的先进技术,包括我们的最新发展。新方法的计算效率有助于大型系统的模拟,也有助于对小型系统进行更长时间的更真实的模拟。

MSC公司:

81V55型 分子物理学
81-08 量子理论相关问题的计算方法
81T80型 模拟和数值建模(量子场论)(MSC2010)
70-08 粒子力学和系统力学问题的计算方法
70英尺10英寸 \(n\)-身体问题
82C22型 含时统计力学中的相互作用粒子系统
78A35型 带电粒子的运动
42A85型 单变量谐波分析的卷积、因子分解

软件:

热的,热的
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部 链接

参考文献:

[1] 《1991年高性能计算法案》,美国政府。
[2] M.Abramowitz,I.A.Stegun。数学函数手册,包括公式、图形和数学表。美国政府印刷厂(1964年)·Zbl 0171.38503号
[3] Allen M.P.,《液体的计算机模拟》(1990年)·Zbl 0703.68099号
[4] Aluru S.,SIAM J.科学。计算。第17页,773页–(1996年)·Zbl 0851.70001号 ·doi:10.1137/S1064827593272031
[5] Amisaki T.,J.计算。化学。第21页,1075页–(2000年)·doi:10.1002/1096-987X(200009)21:12<1075::AID-JCC4>3.0.CO;2升
[6] Anderson C.R.,SIAM J.科学。统计计算。第13页,923页–(1992年)·Zbl 0754.65101号 ·doi:10.1137/0913055
[7] Appel A.W.,SIAM J.科学。统计计算。第6页85–(1985)·doi:10.1137/0906008
[8] Barnes J.,《自然》324第446页–(1986年)·数字对象标识代码:10.1038/324446a0
[9] Biedenharn L.C.,量子物理学中的角动量(1981)·兹伯利0474.00023
[10] Bishop T.C.,J.计算。化学。第18页,1785–(1997)·doi:10.1002/(SICI)1096-987X(19971115)18:14<1785::AID-JCC7>3.0.CO;2-G型
[11] 董事会J.A.,计算。科学。工程2第76页–(2000)·doi:10.1109/5992.814662
[12] 化学董事会J.A。物理学。莱特。198第89页–(1992)·doi:10.1016/0009-2614(92)90053-P
[13] 委员会J.A.,IEEE可扩展高性能计算会议记录第87页–(1994年)·doi:10.1109/SHPCC.1994.296631
[14] 董事会J.A.,第七届科学计算并行处理SIAM会议记录,第295页–(1995)
[15] J.A.委员会,第八届科学计算并行处理SIAM会议记录(1997年)
[16] Brooks C.L.,J.化学。物理学。83页5897–(1985)·doi:10.1063/1.449621
[17] W.J.营地,社区。ACM 37第30页–(1994)·doi:10.1145/175276.175279
[18] Carrier J.,J.科学。统计计算。第9页,669页–(1988年)·Zbl 0656.65004号 ·doi:10.1137/0909044
[19] Challacombe M.,J.化学。物理学。107第10131页–(1997年)·doi:10.1063/1.474150
[20] Cheng H.,J.计算。物理学。第155页,468页–(1999年)·Zbl 0937.65126号 ·doi:10.1006/jcph.1999.6355
[21] Cooley J.W.,数学。计算。第19页第47页–(1965)·doi:10.1090/S0025-5718-1965-0178586-1
[22] Darden T.A.,第八届科学计算并行处理SIAM会议论文集(1997年)
[23] Darden T.A.,J.化学。物理学。第98页,10089页–(1993年)·doi:10.1063/1.464397
[24] Deserno M.,J.化学。物理学。第109页,7678页–(1998年)·doi:10.1063/1.477414
[25] Deserno M.,J.化学。物理学。109页7694–(1998)·doi:10.1063/1.477415
[26] 丁华强,J.Chem。物理学。第97页,4309页–(1992年)·数字对象标识代码:10.1063/1.463935
[27] 丁华强,化学。物理学。莱特。196页,第6页–(1992年)·doi:10.1016/0009-2614(92)85920-6
[28] Dongarra J.,计算。科学。工程2第22页–(2000)·doi:10.1109/MCISE.2000.814652
[29] 伊斯特伍德J.W.,计算机。物理学。Commun公司。第19页,第215页–(1980年)·doi:10.1016/0010-4655(80)90052-1
[30] Edmonds A.R.,《量子力学中的角动量》(1996)·Zbl 0860.00016号
[31] W.D.埃利奥特。重温快速多极误差界。北卡罗来纳州达勒姆杜克大学电气工程系技术报告94-008(1994)。
[32] W.D.埃利奥特。高性能计算机上分子动力学模拟的多极算法。博士论文,杜克大学电气工程系,北卡罗来纳州达勒姆(1995年)。
[33] Elliott W.D.,SIAM J.科学。计算。第17页,398页–(1996年)·Zbl 0855.70001号 ·doi:10.1137/S106482759426264259
[34] Essmann U.,J.化学。物理学。第103页,8577页–(1995年)·数字对象标识代码:10.1063/1.470117
[35] Ewald P.P.和Ann.Phys。第64页,第253页–(1921)·doi:10.1002/和p.19213690304
[36] Figueirido F.,J.化学。物理学。106第9835页–(1997年)·doi:10.1063/1.474115
[37] M.Frigo,A.快。傅立叶变换编译器。ACM SIGPLAN通知39,第642-655页(2004年)。
[38] L.Greengard。粒子系统中势场的快速评估。耶鲁大学计算机科学系博士论文,康涅狄格州纽黑文(1987年)·Zbl 1001.31500号
[39] Greengard L.,计算。物理学。第4页142–(1990)·doi:10.1063/1.4822898
[40] Greengard L.,J.计算。物理学。第73页,第325页–(1987年)·Zbl 0629.65005号 ·doi:10.1016/0021-9991(87)90140-9
[41] L.Greengard,V.Rokhlin。快速多极算法的高效实现。技术报告RR-602,耶鲁大学计算机科学系,康涅狄格州纽黑文(1988)·Zbl 0661.70006号
[42] Greengard L.,《学报》第6卷第229页–(1997年)·doi:10.1017/S0962492900002725
[43] 海德曼M.T.,乘法复杂性,卷积和DFT(1988)·Zbl 0654.65096号
[44] Hendrickson B.A.,J.平行分销计算。第27页第15页–(1995年)·Zbl 0845.70008号 ·doi:10.1006/jpdc.1995.1068
[45] 霍克尼·R.W.,《使用粒子的计算机模拟》(1988)·Zbl 0662.76002号 ·doi:10.1887/0852743920
[46] Hrycak T.,SIAM J.科学。计算。第19页,1804–(1998)·Zbl 0915.65116号 ·doi:10.1137/S106482759630989X
[47] Kurzak J.,J.计算。物理学。203页731–(2005)·Zbl 1143.81320号 ·doi:10.1016/j.jp.2004.09.012
[48] Kurzak J.,J.平行分布计算。第65页,870页–(2005年)·兹比尔1078.68156 ·doi:10.1016/j.jpdc.2005.02.001
[49] Lambert C.G.,J.计算。物理学。第126页,第274页–(1996年)·Zbl 0869.65077号 ·doi:10.1006/jcph.1996.0137
[50] J.F.利特罗姆。快速多极算法的并行化:算法和架构设计。博士论文,杜克大学电气工程系,北卡罗来纳州达勒姆(1992年)。
[51] J.F.Leathrum,J.A.Board Jr.三维并行快速多极算法。北卡罗来纳州达勒姆杜克大学电气工程系92-001技术报告(1992年)。
[52] Luty B.A.,分子模拟。第14页,第11页–(1994年)·doi:10.1080/08927029408022004
[53] Magnus W.,数学物理特殊函数的公式和定理(1966)·doi:10.1007/978-3-662-11761-3
[54] Plimpton S.J.,计算。马特。科学。第361页,第4页–(1995年)·doi:10.1016/0927-0256(95)00037-1
[55] Plimpton S.J.,J.计算。物理学。117第1页–(1995年)·Zbl 0830.65120号 ·doi:10.1006/jcph.1995.1039
[56] Plimpton S.J.,IEEE可扩展高性能计算会议记录第246页–(1992)·doi:10.1109/SHPCC.1992.232635
[57] Plimpton S.J.,材料理论与建模第37页–(1993)
[58] Plimpton S.J.,国际期刊Mod。物理学。C 5第295页–(1994年)·doi:10.1142/S0129183194000350
[59] Plimpton S.J.,《计算化学中的并行计算》,第114页–(1995)·Zbl 0830.65120号 ·doi:10.1021/bk-1995-0592.ch009
[60] Plimpton S.J.,J.计算。化学。第17页,第326页–(1996年)·doi:10.1002/(SICI)1096-987X(199602)17:3<326::AID-JCC7>3.0.CO;2倍
[61] Plimpton S.J.,第六届SIAM科学计算并行处理会议论文集,第178页-(1993)
[62] Pollock E.L.,计算。物理学。Commun公司。95第93页–(1996年)·兹比尔0921.65081 ·doi:10.1016/0010-4655(96)00043-4
[63] Press W.H.,《C中的数字配方》(1992)·Zbl 0778.65003号
[64] Rajagopal G.,J.计算。物理学。115第399页–(1994年)·Zbl 0843.65086号 ·doi:10.1006/jcph.1994.1205
[65] W.T.兰金。基于多极子的N体算法的高效并行实现。博士论文,杜克大学电气工程系,北卡罗来纳州达勒姆(1999年)。
[66] Rankin W.T.,第四届IEEE高性能分布式计算国际研讨会论文集,第17页–(1995)·doi:10.1109/HPDC.1995.518690
[67] Rankin W.T.,第九届SIAM科学计算并行处理会议论文集(1999年)
[68] Sagui C.,年度。生物物理版。生物摩尔。结构。第28页,第155页–(1999年)·doi:10.1146/annurev.biophys.28.1.155
[69] Salmon J.K.,J.计算。物理学。111第136页–(1994)·Zbl 0796.70002号 ·doi:10.1006/jcph.1994.1050
[70] Salmon J.K.,国际期刊超级计算机。申请。第8页第129页–(1994年)·doi:10.1177/109434209400800205
[71] 施密特K.E.,J.Stat.Phys。第63页,第1223页–(1991年)·doi:10.1007/BF01030008
[72] 施密特K.E.,J.Stat.Phys。第89页,第411页–(1997年)·Zbl 0917.65101号 ·doi:10.1007/BF02770773
[73] Shimada J.,J.计算。化学。第15页第28页–(1994年)·doi:10.1002/jcc.540150105
[74] J.辛格。分子动力学中的平行快速多极方法。休斯顿大学数学系博士论文,德克萨斯州休斯顿(1995年)。
[75] 歌手J.,东-西J.Numer。数学。第199页第3页–(1995年)
[76] 辛格J.P.,ACM Trans。计算。系统。第13页第141页–(1995年)·数字对象标识代码:10.1145/201045.201050
[77] Singh J.P.,《1993年ACM/IEEE超级计算会议论文集》,第54页–(1993)·数字对象标识代码:10.1145/169627.169651
[78] Singh J.P.,J.平行分布计算。第27页,第118页–(1995年)·Zbl 0852.70009号 ·doi:10.1006/jpdc.1995.1077
[79] Smith P.E.,计算机。物理学。Commun公司。91第339页–(1995年)·doi:10.1016/0010-4655(95)00058-N
[80] Solvason D.,J.Stat.物理。第86页,第391页–(1997年)·Zbl 0952.82509号 ·doi:10.1007/BF02180212
[81] Tolimieri R.,离散傅里叶变换和卷积算法(1989)·Zbl 0705.65105号 ·doi:10.1007/978-1-4757-3854-4
[82] Tolimieri R.,《多维傅里叶变换算法的数学》(1997)·doi:10.1007/978-1-4612-1948-4
[83] Toukmaji A.Y.,计算。物理学。Commun公司。95第73页–(1996年)·Zbl 0923.65090号 ·doi:10.1016/0010-4655(96)00016-1
[84] Varshalovich,D.A.、Moskalev,A.N.和Khersonskii,V.K.,1988年。”角动量量子理论”。世界科学
[85] 王华勇,J.Chem。物理学。第104页,4173页–(1996年)·数字对象标识代码:10.1063/1.471667
[86] Warren M.S.,1992年ACM/IEEE超级计算会议记录第570页–(1992)
[87] Warren M.S.,1993年ACM/IEEE超级计算会议记录第12页–(1993)·doi:10.1145/169627.169640
[88] Warren M.S.,第七届科学计算并行处理SIAM会议记录第319页–(1995)
[89] Warren M.S.,计算机。物理学。Commun公司。第87页第266页–(1995年)·Zbl 0923.76191号 ·doi:10.1016/0010-4655(94)00177-4
[90] 怀特·C.A.,J.Chem。物理学。101第6593页–(1994)·数字对象标识代码:10.1063/1.468354
[91] 怀特·C.A.,J.Chem。物理学。第105页,第5061页–(1996年)·doi:10.1063/1.472369
[92] 赵峰,SIAM J.Sci。统计计算。第12页,1420页–(1991年)·Zbl 0732.70001号 ·数字对象标识代码:10.1137/0912077
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。