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重温并并行化SHAKE。 (英语) Zbl 1096.82004号

考虑了一种广泛使用的计算有约束的分子动力学轨迹的方法。这种方法称为震动。提出了一种并行运行SHAKE的算法。动力学由牛顿方程给出\[M\ddot{X}=-\nabla U-\sum\lambda\nabla\sigma_l,\]式中\(M\)是质量矩阵,\(X\)是坐标向量,\(U\)是势,\(\nabla \ sigma_l\)是约束力,\(\lambda_l\)是拉格朗日乘数,必须根据约束条件\(\sigma_l(X)=0\)确定。在Verlet算法中,该运动方程通过在每个积分时间步长后更新坐标和速度的规则来表示。此外,在每个时间步中,需要迭代求解\(\lambda_l\)的方程。作者对已知的SHAKE算法提出了几点改进,使之适合于并行计算。特别地,它包括用共轭梯度极小化法求解稀疏矩阵的线性方程组,以及减少难以并行化的计算的若干含义。所开发的并行算法是精确的,因为它严格地复制了串行算法。数值例子显示了良好的负载平衡,并且只受通信时间的限制。

理学硕士:

82-08年 计算方法(统计力学)(MSC2010)

软件:

名称2;莫尔
PDF格式 BibTeX公司 XML 引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Andersen,H.C.,Rattle-分子动力学计算的振动算法的速度版本,计算物理杂志,52,1,24-34,(1983)·Zbl 0513.65052
[2] 巴特,E。;库兹拉,K.,约束分子动力学的算法,计算化学杂志,16,10,1192-1209,(1995)
[3] 布朗,D。;克拉克,J.H.R.,聚合物分子动力学模拟的区域分解并行处理算法,计算机物理通讯,83,1-13,(1993)
[4] 布朗,D。;Minoux,H.,任意连接性系统分子动力学模拟的区域分解并行处理算法,计算机物理通讯,103,2-3,170-186,(1997)
[5] 克拉克,T.W。;McCammon,J.A.,mimd结构的分子动力学非键合力计算的并行化,计算机与化学,14,3,219-224,(1990)
[6] 科尔曼,T.H。;Leiserson,C.E.,算法导论,(2001),麻省理工学院出版社剑桥,马萨诸塞州
[7] 德博尔特,S.E。;Kollman,P.A.,Ambercube MD,分布式存储超立方体计算机的ambers分子动力学模块的并行化,计算化学杂志,14,3,312-329,(1993)
[8] 埃尔伯,右。;Roitberg,A.,Moil-大分子模拟程序,计算机物理通信,91,1-3,159-189,(1995)
[9] 霍金斯,G.D。;克莱默,C.J.,电介质中溶质电荷的成对溶质脱筛,化学物理快报,246,1-2,122-129,(1995)
[10] 甘蓝,L。;Skeel,R.D.,NAMD2:并行分子动力学的更大可扩展性,计算物理杂志,151,1283-312,(1999)·Zbl 0948.92004
[11] 默茨,J.E。;Tobias,D.J.,共享内存计算机上大分子核分子动力学模拟的矢量和并行算法,计算物理杂志,12,10,1270-1277,(1991)
[12] 米勒车床,F。;Brown,D.,分子模拟中的多色算法-内力和约束的矢量化和并行化,计算机物理通信,64,1,7-14,(1991)
[13] 阮,H.L。;Khanmohammadbaigi,H.,平行分子动力学策略,计算化学杂志,6,6,634-646,(1985)
[14] 诺塞达尔,J。;赖特,S.J.,数值优化,(1999),斯普林格纽约·Zbl 0930.65067
[15] Plimpton,S.,短程分子动力学的快速并行算法,计算物理杂志,117,1,1-19,(1995)·Zbl 0830.65120
[16] 普利普顿,S。;亨德里克森,B.,大分子系统分子动力学模拟的一种新的并行方法,计算化学杂志,17,3,326-337,(1996)
[17] 里波尔特区。;Pottle,M.S.,在Kendall square research KSR1计算机上实现ECEPP算法、蒙特卡罗最小化方法和静电驱动蒙特卡罗方法,计算化学杂志,16,9,1153-1163,(1995)
[18] Ryckaert,J.P。;Ciccotti,G.,带约束系统笛卡尔运动方程的数值积分-分子动力学N-烷烃,计算物理杂志,23,3,327-341,(1977)
[19] Skeel,R.D.,共享内存多处理器上的大分子动力学,计算化学杂志,12,2175-179,(1991)
[20] Tomimoto,M。;Kitao,A.,在二面角空间中具有柔性呋喃糖环的月桂酸的正态模式分析,理论化学电子杂志,1122-134,(1996)
[21] 徐小五。;Case,D.A.,大分子模拟中广义玻恩溶剂化模型的理论与应用,生物聚合物,56,4275-291,(2000)
[22] van Loan,C.F.,科学计算导论,(1997),新泽西州普伦蒂斯霍尔上鞍河
[23] Verlet,L.,经典流体的计算机实验。一、 lennard-Jones分子的热力学性质,物理评论,159,1,98,(1967)
[24] 周,R。;Friesner,R.A.,使用连续介质模型计算结合亲和性的新线性相互作用方法,物理化学杂志,10510388-10397,(2001)
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