并行化光滑分子动力学方法及其与分子动力学的耦合 - researchgate.pdf

See discussions, stats, and author profiles for this publication at: /publication/288644426 Parallel smoothed molecular dynamics method and coupling with molecular dynamics Article in Jisuan Wuli/Chinese Journal of Co putational Physics · Nove ber 2008 CITATIONS READS 2 20 3 authors, including: Xiong Zhang Tsinghua University 117 PUBLICATIONS 1,375 CITATIONS SEE PROFILE Some of the authors of this publication are also working on these related projects: Nu erical Si ulation of Extre e loading events View project All content following this page was uploaded by Xiong Zhang on 07 March 2016. The user has requested enhance ent of the downloaded file. 第 25 卷 第 6 期 计 　　算 　　物 　　理 Vol. 25 ,No. 6 　 2008 年 11 月 　CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS 　 Nov. , 2008 ( ) [文章编号] 　1001246X 2008 并行化光滑分子动力学方法及其与分子动力学的耦合 王汉奎 , 　张 　雄 , 　刘 　岩 (清华大学航天航空学院 , 北京 　100084) [摘 　要] 　提出光滑分子动力学方法 ( SMD) 的并行化计算方法 , 编制光滑分子动力学以及光滑分子动力学 - 分子动力学 ( SMDMD) 耦合的并行程序 , 并分析铜纳米单晶的单向拉伸和带裂纹板的拉伸问题. 光滑分子动力 学在分子动力学基础上引入背景网格 , 在背景网格点上求解运动方程 , 由此将控制 MD 临界时间步长的因素化为 背景网格单元尺寸 , 扩大可用的时间积分步长 , 缩短总计算时间. 通过单晶拉伸和带裂纹板拉伸等较大规模问 题的计算 , 验证方法的正确性. 与传统分子动力学相比 , SMD 和 SMDMD 耦合方法可以节约计算时间. [ 关键词] 　光滑分子动力学 ; 并行处理 ; 多尺度计算 ; 多时间步 [ 中图分类号] 　O3461 [文献标识码] 　A 0 　引言 计算机硬件的发展和算法的不断优化 ,使得大规模仿真成为可能. 自上世纪 60 年代[1 ] 以来 ,分子动力学 逐渐成为计算物理学 、计算材料学和计算力学中广泛使用的一种方法. 分子动力学模拟不受实验条件限制 , 可以得到实验无法测量的数据 ,可以从微观角度考查物理量的变化. 但受计算机存储和计算速度的限制 ,分 子动力学可以模拟的空间尺度和时间尺度都很小. 分子动力学模拟中大多数原子在做高频热振动 ,为使计算