第一原理分子动力学模拟相关算法研究
批准号:
11671389
项目类别:
面上项目
资助金额:
48.0 万元
负责人:
戴小英
依托单位:
学科分类:
A0504.微分方程数值解
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
周爱辉、潘妍、何睿、王乔、旷雄、张力维
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
材料物性研究是当前国际学术研究前沿。第一原理分子动力学模拟已成为研究材料微观结构时间演化的重要手段。而现有的第一原理分子动力学模拟无论是在能模拟的体系规模还是在能模拟的总时间长度上都不能满足人们日益增长的需要。我们拟围绕基于密度泛函理论的第一原理分子动力学模拟这一主题,发展高效的基态电子结构计算方法,并结合动力学过程设计具有高并行可扩展性的第一原理分子动力学计算方法,同时研究第一原理分子动力学的时间方向并行计算方法等,为第一原理分子动力学计算提供新的可选择的工具与方法。
英文摘要
The study about the microstructure of matter now becomes more and more important. The first principle molecular dynamics has become one important tool for such study. Although the first principle molecular dynamics has achieved great success, the scale of the system and the length of time it can simulate are limitted because of the expensive cost. Focusing on the density functional theory based real space first principle molecular dynamics, we aim to propose some new parallel approach to obtain highly efficient calculation for electronic structure, which together with the dynamics of the nuclear to produce new algorithms with high parallel scalability for the first principle molecular dynamics simulation, and to study the stable parallel in time algorithm for long time simulation so as to provide some new optional method for the first principle molecular dynamics from our research.
材料物性研究是当前国际学术研究前沿。第一原理分子动力学模拟已成为研究材料微观结构时间演化的重要手段。 本项目研究了基于密度泛函理论的第一原理分子动力学相关的高效高并行可扩展算法, 包括基态电子结构计算相关算法设计与分析及时间演化问题的高效离散格式构造, 取得了如下进展: 设计并实现了几类基于平面波离散的并行轨道更新算法,这些算法具有两层并行特点,且计算量较传统平面波方法小;针对并行轨道更新的电子结构计算算法中会涉及到的近似奇异的线性代数系统,我们提出了新的稳健的求解思路;研究了电子结构计算的共轭梯度法,提出基于Hessian阵的步长选取策略,并在一定合理假设下对三种具体的正交化策略下的共轭梯度法证明了其局部收敛性;研究了基于平面波离散的第一原理分子动力学的时间并行计算;针对时间发展方程,提出基于两网格离散的自适应POD方法,新的方法能在保持精度的前提下大大降低计算量。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.jcp.2019.02.003
发表时间:2018-11
期刊:Journal of Computational Physics
影响因子:4.1
作者:Yuzhi Zhou;Huajie Chen;Aihui Zhou
通讯作者:Aihui Zhou
DOI:10.1016/j.commatsci.2019.109226
发表时间:2020
期刊:Computational Materials Science
影响因子:3.3
作者:Lianhua He;Fang Liu;Ju Li;Gian-Marco Rignanese;Aihui Zhou
通讯作者:Aihui Zhou
DOI:10.1137/16m1072929
发表时间:2017
期刊:SIAM Journal on Scientific Computing
影响因子:3.1
作者:Dai Xiaoying;Liu Zhuang;Zhang Liwei;Zhou Aihui
通讯作者:Zhou Aihui
GRADIENT FLOW BASED KOHN-SHAM DENSITY FUNCTIONAL THEORY MODEL
基于梯度流的KOHN-Sham密度泛函理论模型
DOI:10.1137/19m1276170
发表时间:2020
期刊:Multiscale Modeling and Simulation
影响因子:1.6
作者:Dai Xiaoying;Wang Qiao;Zhou Aihui
通讯作者:Zhou Aihui
A Parallel Orbital-Updating Based Plane-Wave Basis Method for Electronic Structure Calculations
基于并行轨道更新的平面波电子结构计算方法
DOI:--
发表时间:2017
期刊:Journal of Computational Physics
影响因子:4.1
作者:Yan Pan;Xiaoying Dai;Stefano de Gironoli;Xin-Gao Gong;Gian-Marco Rignanese;Aihui Zhou
通讯作者:Aihui Zhou
Kohn-Sham方程的多水平耦合离散研究
- 批准号:11101416
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:22.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:戴小英
- 依托单位:
国内基金
海外基金















{{item.name}}会员


