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通过分子动力学计算三体相互作用的改进力分解算法。 (英语) Zbl 1196.70003号

小结:先前用于双体相互作用的力分解(FD)方法扩展到了三体相互作用。提出了三种改进的力分解策略,即循环分解(CD)、平衡循环分解(BD)和精确分解(PD)。它们基于三体力矩阵的分解和力矩阵每行中涉及的三元组的精确估计。提出的分解算法使用MPI实现,并在分子动力学(MD)仿真中进行了测试。从负载平衡、加速比和并行效率方面研究了它们的性能。对有效三元组进行了理论分析,可用于预测平衡状态。理论分析和分子动力学模拟均表明,传统的力分解(FD)方法平衡状态较差,与我们的策略相比,加速比和效率较低。通过改进的力分解策略实现的整体性能改进可直接归因于负载平衡的改进。改进的分解策略对于中小型同质问题中的多体交互特别有效,其中现有并行策略的有效性受到严重不平衡或相对较大截止值的限制。

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70-04 与粒子力学和系统有关的问题的软件、源代码等
70F07型 三体问题
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参考文献:

[1] 艾伦,M.P。;Tildesley,D.J.,《化学物理中的计算机模拟》(1993),Kluwer:Kluwer-Dordrecht·Zbl 0703.68099号
[2] Sadus,R.J.,《流体的分子模拟:理论、算法和对象定向》(1999),Elsevier:Elsevier Amsterdam
[3] Axilrod,B.M。;Teller,E.,三原子间范德瓦尔斯型相互作用,J.Chem。物理。,11, 299-300 (1943)
[4] Plimpton,S.,《短程分子动力学快速并行算法》,J.Compute。物理。,117, 1-19 (1995) ·Zbl 0830.65120号
[5] Elrod,M.J。;Saykally,R.J.,《分子间作用力中的多体效应》,《化学》。修订版,941975-1997(1994)
[6] 罗伊,S。;Jin,R.Y。;乔杜里,V。;Hase,W.L.,烷烃/羟基化(α)-氧化铝界面的平行分子动力学模拟,计算。物理。通信,128,210-218(2000)·Zbl 0963.81500号
[7] Bosko,J.T。;托德,B.D。;Sadus,R.J.,剪切下熔体中树枝状聚合物的内部结构:分子动力学研究,化学杂志。物理。,1211091-1096(2004年)
[8] 伦奇,R。;Brinksmeier,E。;Li,J.,(生产系统的非线性动力学(2004),Viley-VCH),245-263
[9] O.松冈。;克莱门蒂,E。;Yoshimine,M.,水二聚体潜在表面的CI研究,化学杂志。物理。,64, 1351-1361 (1976)
[10] 马塞利,G。;Sadus,R.J.,使用精确的二体和三体分子间势对惰性气体相行为的分子模拟,J.Chem。物理。,104, 1533-1540 (1999)
[11] Wallqvist,A。;Mountain,R.D.,《水的分子模型:推导和描述》,Rev.Compute。化学。,13, 183-247 (1999)
[12] 普林普顿,S。;Hendrickson,B.,高分子系统分子动力学模拟的一种新的并行方法,J.Compute。化学。,17, 326-337 (1996)
[13] 邓,Y。;佩尔尔斯,R.F。;Rivera,C.,并行分子动力学模拟的自适应负载平衡方法,J.Compute。物理。,161, 250-263 (2000) ·Zbl 1032.81502号
[14] 辛格,J.P。;霍尔特,C。;Totsuka,T。;古普塔,A。;Hennessy,J.,《自适应分层体方法中的负载平衡和数据局部性:Barnes-Hut、Fast Multipole和Radiosity》,J.Parallel Distribute.Compute。,27, 118-141 (1995) ·Zbl 0852.70009号
[15] 段,Z.-H。;Krasny,R.,《基于Ewald求和的多极方法》,J.Chem。物理。,113, 3492-3495 (2000)
[16] 施赖伯,H。;O.斯坦豪泽。;Schuster,P.,生物分子的并行分子动力学,并行计算。,18, 557-573 (1992) ·Zbl 0752.92013号
[17] Smith,W.,超立方体并行计算机上的分子动力学,计算。物理。Comm.,62,229-248(1991)
[18] Boyer,L.L。;Pawley,G.S.,《使用大规模并行计算机与成对作用力相互作用的粒子簇分子动力学》,J.Compute。物理。,78, 405-423 (1988) ·兹比尔0649.65010
[19] 布鲁内,J.P。;梅西罗夫,J。;Edelman,A.,不同粒度直接(N)体解算器的超立方体算法,SIAM J.Sci。统计计算。,14, 1143-1158 (1993) ·Zbl 0782.70002号
[20] Fincham,D.,并行计算机和分子模拟,分子模拟。,1, 1-45 (1987)
[21] Gupta,S.,分子动力学模拟的计算方面,计算机。物理。Comm.,70,243-270(1992)
[22] A.R.C.雷恩。;芬查姆,D。;Smith,W.,《使用多台Transputer进行分子动力学模拟的收缩回路方法》,计算机。物理。Comm.,55,13-30(1989)
[23] Nakano,A。;瓦西什塔,P。;Kalia,R.K.,具有三体相互作用的并行多时间步分子动力学,计算。物理。Comm.,77,303-312(1993)
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