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Development of molecular dynamics simulation and its visualization using parallel computing

使用并行计算开发分子动力学模拟及其可视化

基本信息

批准号：
15607016
负责人：
IRISAWA Toshiharu
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Gakushuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15607016/
关键词：
crystal growth parallel computer visualization classical molecular dynamics first-principles MD OpenGL shape evolution Open GL 気相-固相界面

项目摘要

We intended to incorporate a visualization tool into a molecular dynamics simulation using parallel computing system. Our goal was how to develop a visualization programming tool for the First-Principles MD Package, FHI98MD in order to find the optimized calculation processes. Our target was to calculate the transition energy for desorption process of hydrogen from GaAs interface to vapor phase or the energy for absorption on a Ga atom. The package is able to be run on our parallel computer with our visualization system. We can establish the effective computing system for the kinetic processes for growing surface.We also present the following two additional results :1)We calculated the time evolution of a three dimensional object, such as a growing crystal. The growth speed of the object interface depends only on its three-dimensional curvature. The simulation process includes a three dimensional computer graphic system based on OpenGL. Since we check the visualized data during calculation, we can avoid the nonphysical shape and reach the appropriate asymptotic pattern effectively. This model can apply to sintering processes for accumulated snow.2)We demonstrated the molecular dynamics simulation of thermal diffusion by OpenGL system. The binary Lennard-Jones fluids is used under the condition of a constant temperature gradient in system. We observed that the fair Soret effect, the heavier molecule and smaller molecule tend to accumulate in the cold region, while the other ones tend to move the hot region in our system. Furthermore, we investigated the behavior of only one heavier molecule or that of only one smaller molecule in lighter molecule fluid. We observed that the heavier molecule tend to move in the cold region and smaller molecule in the cold region. We should study this special case in the point of the Brownian motion under a constant temperature gradient.

我们打算将可视化工具结合到使用并行计算系统的分子动力学模拟中。我们的目标是如何为第一性原理MD程序包FHI98MD开发一个可视化编程工具，以便找到优化的计算过程。我们的目标是计算氢从GaAs界面脱附到气相的跃迁能或在Ga原子上的吸附能。该程序包能够在我们的并行计算机上与我们的可视化系统一起运行。我们可以为生长表面的动力学过程建立有效的计算系统。我们还提供了以下两个额外的结果：1)我们计算了三维物体，如生长的晶体的时间演化。对象界面的生长速度仅取决于其三维曲率。仿真过程包括一个基于OpenGL的三维计算机图形系统。由于我们在计算过程中对可视化数据进行了检查，因此可以有效地避免非物理形状，并得到适当的渐近模式。该模型适用于积雪烧结过程。2)利用OpenGL系统演示了热扩散过程的分子动力学模拟。二元Lennard-Jones流体是在系统温度梯度恒定的情况下使用的。我们观察到公平的Soret效应，较重的分子和较小的分子倾向于在冷区积累，而另一些则倾向于在我们的系统中移动热区。此外，我们还研究了在较轻分子流体中只有一个较重分子或只有一个较小分子的行为。我们观察到较重的分子倾向于在寒冷的区域运动，而较小的分子倾向于在寒冷的区域运动。我们应该从恒定温度梯度下的布朗运动的角度来研究这一特例。

项目成果

期刊论文数量（38）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

微小重力を利用した惑星起源物質の形成シミュレーション

利用微重力模拟行星物质的形成

DOI：
发表时间：
2003
期刊：
Journal of Japan Society of Microgravity Application 20
影响因子：
0
作者：
Etsuro;Yokoyama;Yoshinori Furukawa;Yoshinori Furukawa;Yuriko Matsuo;岡田耕一;小畠秀和
通讯作者：
小畠秀和

Optimization for high performance computing in crystal growth problems using the Intel P4 processor

使用 Intel P4 处理器优化晶体生长问题的高性能计算