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分子動力學(xué)模擬心得
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適合新手1.看完《分子模擬從算法到應(yīng)用》那本書的第四章，不用全看完，但是至少要對分子動力學(xué)模擬過程有一個了解。2.試著按照書的過程做個Ar的NVE，其實Ar和離子晶體以及其它的任何材料的差別僅僅是勢函數(shù)的問題，雖然由勢函數(shù)帶來了一些問題，但是這些都不是本質(zhì)問題。3.從初始化的原子數(shù)，原子位置，初始速度，時間步長，初始溫度等等這些初始化結(jié)束了以后，選擇一個簡單的積分算法，如6階的Gear預(yù)測校正，不要控溫控壓，就是一個簡單的NVE，不要考慮任何的提高效率的鄰位算法，因為這個時候我們可以選擇5×5×5的超原胞，總共的原子數(shù)也就500個，不需要考慮鄰位算法。4.開始循環(huán)計算：預(yù)測----計算原子的力和能量—校正5.輸出能量這樣最簡單的NVE就編成了，總共也就1000多行，是個很小的程序。自己先試著感受一下。其實當(dāng)這樣的小程序完成以后，你會覺得分子動力學(xué)編程也很簡單，那么接下來的復(fù)雜的分子動力學(xué)也不會是什么問題。做完了這一些，你需要知道的是那些是和材料無關(guān)的東西，那么就盡量的分離，開始使用一個個的函數(shù)。例如，原子的位置是和具體的材料相關(guān)，但是初始速度卻和材料一點關(guān)系都沒有，同樣的數(shù)值積分中的預(yù)測和校正也是和材料無關(guān)的，以后的控溫和控壓算法也是和材料無關(guān)的。當(dāng)規(guī)模大了以后，鄰位算法也是和材料無關(guān)的，像這些和材料無關(guān)的部分最好自己做成小函數(shù)，選擇調(diào)用。以后換材料的時候程序也不會有太大的改動。編程的一些小技巧：1.選擇用intel編譯器，個人喜歡用10.1或者9.1的版本，打開優(yōu)化選擇，類似的/QaxS /QxS /Qipo /Qprec-div-等等，以后可以使用Openmp的并行計算（具體的可以參考intel編譯器的幫助手冊）2.盡量的簡化計算，例如2×a就要寫成a+a，在計算機(jī)中，加減是一個數(shù)量的計算，乘是一個，除是一個。計算量逐漸增加，所以選擇a+a來替代2×a 會減少一些計算量3.選擇數(shù)據(jù)來替代結(jié)構(gòu)體，結(jié)構(gòu)體看的比較方便，但是計算效率要低，尤其是在編譯過程中的矢量化的時候，而數(shù)組則可以很好的矢量化，也更適合并行。結(jié)構(gòu)體的計算是先找到結(jié)構(gòu)體指針，然后再找里面的參數(shù)，當(dāng)并行的時候，多線程同時找結(jié)構(gòu)體指針，會很大的減低速度。4.除法盡量用乘法來替代，有了程序以后，自己可以仔細(xì)的分析里面的計算消耗，這樣可以更好的優(yōu)化計算，當(dāng)然最主要的消耗是在力和能量的計算 版權(quán)聲明：本文為CSDN博主「hdpai2018」的原創(chuàng)文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版權(quán)協(xié)議，轉(zhuǎn)載請附上原文出處鏈接及本聲明。原文鏈接：https://blog.csdn.net/hdpai2018/article/details/84250685 發(fā)自小木蟲Android客戶端 |
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