《面向長程大規模分子動力學模擬的快速多極子算法研究》是依託北京套用物理與計算數學研究所，由王涵擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：面向長程大規模分子動力學模擬的快速多極子算法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王涵
- 依託單位：北京套用物理與計算數學研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
分子動力學模擬是物理、化學、生物和材料科學等學科中不可或缺的理論研究手段。其中高效能長程相互作用計算是進行大規模分子動力學模擬的關鍵。最有希望滿足實際套用對大規模長程相互作用計算需求的算法是快速多極子算法。然而，由於缺乏算法效能的數學模型，快速多極子算法並未在分子動力學模擬中發揮最佳效能。為解決此問題，本項目對快速多級子算法的效能進行數學建模，並以此為基礎開發自動化參數最佳化策略，使得在保證計算精確度的條件下極小化計算開銷。其中，結合套用問題特徵的算法誤差模型是效能模型的核心。本項目在誤差建模中不僅充分考慮實際模擬體系的非均勻性和相關性，而且考慮套用更廣泛的改進型快速多極子方法，使誤差模型更具普適性和實用性。本項目的研究成果將實現在分子動力學模擬軟體中，並在大規模套用體系中進行檢驗，為高效分子動力學模擬提供算法支持。
結題摘要
分子動力學模擬是物理、化學、生物和材料科學等學科中不可或缺的理論研究手段。其中高效能長程相互作用計算是進行大規模分子動力學模擬的關鍵。本項目通過對長程相互作用計算算法效能建立數學模型，準確評估算法參數、改進策略等因素對算法誤差和計算開銷的影響，結合套用問題中電荷分布非均勻以及有相關性等特徵，開發參數自動選取策略和交錯格線、最優基底等改進精度的方法，使長程相互作用計算在實際套用中獲得最優效能。
