10 Mar 07 Algoritma Simulasi Dinamika Molekular (Molecular Dynamics Simulations (MDS))

Dissertasi F. Hedman, Stockholm University, Faculty of Science, Department of Physical, Inorganic and Structural Chemistry, 2006 (pdf file)

Kata Kunci: Dinamika Molekular (DM), Dinamika Molekular ‘first principles’, Mekanikan Kuantum, liquid water, algoritma paralel, paralel data, MPI, Interkasi Coulomb, Summasi Ewald, nonuniform Fast Fourier transform, FFT, FFTW, NFFT, ENUF

Abstraksi

Methode untuk melakukan Simulasi Dinamika Molekular (SDM) paralel skala-besar di selidiki. Perspektif mengenai medan SDM paralel disajikan. Aspek-aspek hardware dan software dikarakteristikan dan peran keduan didiskusikan secara singkat.

Sebuah metode untuk melakukan DM ‘ab initio’ dideskripsikan; methode merupakan essensi utama dalam re-komputasi (recomputes) potensial interaksi pada setiap ‘time-step’. Metode telah diuji pada sebuah sistem ‘liquid water’ melalui pperbandingan hasil-hasil simulasi lainnya dan hasil-hasil eksperimen. Strategi-strategi yang berbeda dalam paralelisasi dieksploitasi. Di samping itu, metode paralel data bagi interaksi -interaksi jangkauan pendek (short-range) dan jangkauan panjang (long-range) pada platform paralel yang masif dideskripsikan dan dibandingkan.

Kemudian , sebuah metode untuk menghitung interaksi elektrostatis pada SDM di kembangkan. Metode ini mengkombinasikan teknik summasi Ewald dengan ‘nonuniform Fast Fourier transform’ (ENUF). Metode berskala N log N, dimana N adalah jumlah muatan dalam sistem. ENUF mempunyai perilaku sangat mirip dengan summasi Ewald dan dapat diimplentasikan dengan mudah dan efisiensi pada program-program simulasi yang sudah ada.

Akhirnya, sebuah pandangan disajikan dan beberapa arah untuk pengembangan-pengembangan lanjut diusulkan.