×

分子结构力学方法在碳纳米管图形处理单元上的应用。 (英语) Zbl 1480.74012号

摘要:报道了一种基于图形处理单元(GPU)的碳纳米管分子结构力学方法。GPU作为一种功能强大、成本相对较低的并行处理器,用于加速分子结构力学方法的计算。介绍了GPU上的数据结构、矩阵向量乘法算法、纹理约简算法和ICCG方法。在GPU上用分子结构力学方法计算碳纳米管的杨氏模量表明了其准确性。将自由度大于10万的大自由度(DOF)碳纳米管在GPU上的运行时间与CPU上的运行次数进行了比较,证明GPU可以加速碳纳米管分子结构力学方法的计算。

MSC公司:

74A25型 固体力学中的分子、统计和动力学理论
74M25型 固体微观力学
74S99型 固体力学中的数值方法和其他方法
2005年5月 并行数值计算
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 安德森,A.G。;戈达德,W.A。;Schroder,P.,图形处理单元上的量子蒙特卡罗,计算机物理通信,177298-306(2007)·Zbl 1196.81044号
[2] Belleman,R.G。;贝多夫,J。;Simon,F.,《图形处理单元II上的高性能直接引力N体模拟:CUDA中的实现》,《新天文学》,第13期,第103-112页(2008年)
[3] 康威尔,C.F。;Wille,L.T.,单壁碳纳米管弹性响应的模拟,计算材料科学,10,42-45(1998)
[4] 邓J.,图形处理单元FFT,现代电子技术,249,10,151-154(2007),(中文)
[5] 芳·R。;他,B。;Lu,M.,Gpuqp:使用图形处理器的查询协同处理,(SIGMOD'07:2007年ACM SIGMOD国际数据管理会议论文集(2007),ACM出版社:美国纽约州纽约市ACM出版社),1061-1063
[6] 戈德克,D。;斯特佐德卡,R。;Mohdyusof,J.,探索GPU增强集群上FEM计算的弱可扩展性,并行计算,33,685-699(2007)
[7] 韩,Q。;Lu,G.,嵌入弹性介质中的双壁碳纳米管的扭转屈曲,欧洲力学杂志a/固体,22875-883(2003)·兹比尔1032.74557
[8] 哈里斯,M.J。;库姆贝,G。;谢尔曼,T。;Lastram,A.,基于物理的图形硬件视觉模拟,图形硬件,109-118(2002)
[9] Haygen,T.R。;Hjelmerick,J.M。;Lie,K.A.,浅水波可视化模拟,模拟建模实践与理论,13716-726(2005)
[10] 埃尔南德斯,E。;Goze,C。;Bernier,P.,C和BxCyNz复合纳米管的弹性性能,《物理评论快报》,804502-4505(1998)
[11] Iijima,S.,石墨碳螺旋微管,《自然》,354,56-58(1991)
[12] Kim,T。;Lin,M.C.,冰晶生长的可视化模拟,ACM SIGGRAPH/欧洲制图计算机动画研讨会,86-97(2003),2003
[13] Krishnan,A.,单壁纳米管的杨氏模量,《物理评论》B,5814013-14019(1998)
[14] Li,C。;Chou,T.W.,碳纳米管分析的结构力学方法,国际固体与结构杂志,40,2487-2499(2003)·Zbl 1032.74606号
[15] Li,C。;Chou,T.W.,多壁碳纳米管的弹性模量和范德瓦尔斯力的影响,复合材料科学与技术,631517-1524(2003)
[16] Li,C。;Chou,T.W.,用分子结构力学方法模拟碳纳米管的弹性屈曲,材料力学,361047-1053(2004)
[17] Li,C。;Chou,T.W.,用于研究单壁碳纳米管比热的量化分子结构力学模型,《物理评论》B,71(2005),075409
[18] Li,C。;Chou,T.W.,碳纳米管/聚合物复合材料压缩行为的多尺度建模,复合材料科学与技术,662409-2414(2006)
[19] 李伟(Li,W.)。;魏,X。;考夫曼,A.,在图形硬件上实现晶格玻尔兹曼计算,可视化计算机,19444-456(2003)
[20] 李伟(Li,W.)。;风扇,Z。;魏,X。;Kaufman,A.,基于GPU的复杂边界流动模拟,GPU Gems,2(2005),Addison-Wesley,747-764
[21] 刘永清。;Liu,X.H。;Wu,E.H.,复杂障碍物GPU实时三维流体模拟,软件杂志,17,3,568-576(2006),(中文)·Zbl 1098.68942号
[22] Lu,J.,碳纳米管和纳米绳的弹性特性,《物理评论信》,79,1297-1300(1997)
[23] 波波夫,V.N。;Van Doren,V.E。;Balkanski,M.,单壁碳纳米管的弹性特性,物理评论B,613078-3084(2000)
[24] Qwens,J.D。;Luebke,D。;Govindaraju,N.,图形硬件上的通用计算调查,Eurographics,最新报告,21-51(2005),2005年8月
[25] Ru,C.Q.,碳纳米管的有效弯曲刚度,物理评论B,629973-9976(2000)
[26] 西蒙,F。;波特基,Z。;BellemanGeldof,P.M.,图形处理单元上的高性能直接引力N体模拟,《新天文学》,12641-650(2007)
[27] Sinnott,S.B。;谢德罗拉,O.A。;怀特,C.T。;Brenner,D.W.,《通过理论计算和模拟确定的纳米管纤维和复合材料的机械性能》,《碳》,36,1-9(1998)
[28] 斯通,J.E。;Philips,J.C。;Fraddolino,P.L.,《用图形处理器加速分子建模应用》,《计算化学杂志》(2007),doi:10.1002./jcc,2007年9月25日在线出版
[29] Treacy,M.M.J。;Ebbesen,T.W。;Gibson,J.M.,单个碳纳米管的杨氏模量异常高,《自然》,3816584678-680(1996)
[30] Tserpes,K.I。;Papanikes,P.,《单壁碳纳米管的有限元建模》,复合材料,B部分,36,468-477(2005)
[31] Wong,E.W。;希恩,体育。;Lieber,C.M.,《纳米束力学:纳米棒和纳米管的弹性、强度和韧性》,《科学》,2771971-1975(1997)
[32] Yang,J.K。;王义杰。;Chen,Y.F.,GPU加速分子动力学热导率模拟,计算物理杂志,221799-804(2007)·Zbl 1107.82303号
[33] 杨伟(Yang,W.)。;Ma,X.L。;王洪涛,纳米力学进展,力学进展,32,2,161-174(2002),(中文)·Zbl 1015.70002号
[34] 姚,Z。;朱,C。;程明,利用分子动力学研究碳纳米管的力学性能,真空电子学,,5,5-7(2002),(中文)
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。