Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAITremolo-X
Tremolo-X
Eine grundlegende Voraussetzung, um neuartige Materialien zu entwerfen, ist das Verständnis ihrer Eigenschaften auf der Nanoskala. Ein wichtiges Werkzeug zur Analyse eines Materials auf dieser Skala ist die Moleküldynamik.
Wir bieten mit Tremolo-X ein massiv paralleles Softwarepaket zur numerischen Simulation in der Moleküldynamik an. Dabei wurde der parallelen Effizienz auf Hochleistungsrechnern besondere Beachtung geschenkt und zusätzlich eine benutzerfreundliche graphische Bedienoberfläche implementiert. Tremolo-X wurde bereits erfolgreich innerhalb vieler Projekte aus unterschiedlichen Anwendungsbereichen eingesetzt, wie zum Beispiel der Nanotechnologie, der Materialwissenschaften, der Biochemie und der Biophysik.
Eigenschaften
- Benutzerfreundliche grafische Bedienoberfläche
- Parallele Version für Rechner mit verteiltem Speicher (MIMD) mittels Message-Passing Interface (MPI) umgesetzt
- Parallele Implementierung der reaktiven Mehrkörperpotentiale von Brenner, Marian, Tersoff, Feuston-Garofalini, Stillinger-Weber und Sutton-Chen
- Parallele Implementierung von Bindungs-, Winkel-, Torsions- und uneigentliche Torsionspotentialen mit fester Nachbarschaftsstruktur
NVE-, NVT- und NPT-Ensembles sowie Strukturoptimierung und dissipative Partikeldynamik (DPD) - Verschiedene Zeitintegratoren und lokale Optimierer: Verlet und Mehrschritt Beeman-Verlet sowie Fletcher-Reeves und Polak-Ribière
- Berechnung vieler Messgrößen, zum Beispiel: Diffusionskoeffizienten, Spannungs-Dehnungs-Diagramme, Elastizitätskonstanten, Verteilungsfunktionen, Korrelationsfunktionen und Kürzeste-Weg-Ring-Statistiken
- Effiziente Implementierung kurzreichweitiger Potentiale via Linked-Cell-Verfahren und Paralleli-sierung mittels dynamischer lastbalancierter Gebietszerlegung
- Verschiedene schnelle Algorithmen für langreichweitige Potentiale: Particle-Mesh-Ewald mit Gebietszerlegung und paralleler 3D-FFT und parallelem Mehrgitter als auch Barnes-Hut- / Fast-Multipol-Methoden und Parallelisierung mit raumfüllenden Kurven
- Modulare Implementierung ermöglicht die einfache Erweiterbarkeit um weitere Potentialtypen