Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0212U002468, 0111U008777 , Науково-дослідна робота Назва роботи Вдосконалення програмно-апаратного комплексу для молекулярного моделювання та аналізу наносистем у грід-середовищі. Назва етапу роботи Керівник роботи Яценко Леонід Петрович, Дата реєстрації 01-03-2012 Організація виконавець Інститут фізики НАН України Опис етапу Грід-технології дедалі активно використовується для моделювання природних та штучних наносистем, зокрема біологічних макромолекул та штучних нанокластерів. Найбільш активно використовуються методи молекулярної динаміки (МД) та квантової хімії, що дозволяють моделювати структуру та динаміку складних надмолекулярних систем та отримувати траєкторії всіх атомів системи у часі. Розмір типової траєкторії молекулярної динаміки для білку середнього розміру може перевищувати десятки гігабайт, а її обробка може займати декілька годин. Це родить етап аналізу досить складним технічно та інтенсивним чисельно. Інтеграція аналізу траєкторій молекулярної динаміки до грід-середовища є досить складною задачею через те, що необхідно: 1) створити нове програмне забезпечення для аналізу траєкторій; 2) оптимізувати його роботу на окремих обчислювальних кластерах; 3) забезпечити доступ до локальних та віддалених ресурсів, де фізично зберігаються траєкторії; 4) створити інтерфейс для взаємодії користувача з системою аналізу. На даному етапі проекту було створено модулі для молекулярного аналізу, основані на асинхронній обробці траєкторій МД. Розроблено систему інтерпретації параметрів командної стрічки для інтерактивного запуску аналітичних програм на обчислювальних кластерах та обробку параметрів у форматі JSON для взаємодії з веб-інтерфейсом для їх віддаленого запуску. Бібліотеку PTEROS та її аналітичні програми було встановлено на обчислювальному кластері ІФ НАНУ та у віртуальній лабораторії MolDynGrid. Квантово-хімічні методи обчислень допомагають при дослідженнях наноо'бєктів, фізичні експерименти з якими є вкрай складними внаслідок їх малої доступної кількості, а також при значному розподілі частинок у зразках за розмірами, формою, структурою і хімічним складом. Однак, складність таких обчислень радикально зростає при збільшенні кількості атомів, що складають досліджуваний об'єкт (кластер). На допомогу приходять методи паралельних обчислень. Саме такі задачі можуть бути ефективно вирішені в грід-концепції. Наша робота сфокусована на дослідженні нанорозмірних кластерів бінарних напівпровідників груп А2В6 та А4В7, актуальних для нано- та оптоелектроніки, біології і медицини, зокрема на визначенні їхньої структури чисельними методами. Опис продукції Бібліотека Pteros дозволяє здійснювати в гріді конструювання складних молекулярних систем та аналіз результатів моделювання, що значно прискорює процес обчислень в порівнянні з використанням локальних ресурсів. Її реалізовано на мові С++ з використанням високорівневих засобів, що робить її інтерфейс дуже простим та зрозумілим для непрофесійних програмістів. Проведено комп'ютерний пошук оптимальної геометрії елементарного кластера (ZnO)1 за допомогою програмного пакету Firefl y грід-середовищі (на обчислювальних кластерах ILTPE та ISMA). Автори роботи Єсилевський Семен Олександрович Березецька Наталя Михайлівна Блонський Іван Васильович Дмитрук Ігор Миколайович Дмитрук Андрій Миколайович Негрійко Анатолій Михайлович Романенко Віктор Іванович Рябцев Андрій Володимирович Харкянен Валерій Миколайович Яценко Леонід Петрович Додано в НРАТ 2020-04-02 Закрити