Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0211U000793, 0110U005450 , Науково-дослідна робота Назва роботи Программно-аппаратный комплекс для моделирования и анализа естественных и искусственных наносистем в грид-среде. Назва етапу роботи Керівник роботи Яценко Леонід Петрович, Дата реєстрації 24-02-2011 Організація виконавець Інститут фізики НАН України Опис етапу Грід-середовище дає змогу збільшити обсяги та швидкість обчислень в декілька разів для здійснення моделювання динаміки найскладніших систем, але до нього важко адаптувати існуючі програмні продукти. Метою даного проекту є розробка програмно-апаратного комплексу, що дозволить просто та ефективно розробляти, тестувати та використовувати нестандартні методи моделювання та аналізу наносистем у грід-середовищі. Подібний комплекс є унікальним не лише на теренах України, а й у світі. 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. При виконанні проекту було виконано наступні завдання: бібліотеку аналізу даних молекулярної динаміки макромолекул Pteros було наповнено базовою функціональністю, а саме: розроблено загальні структури даних для описання макромолекулярних систем; створено парсер для виділення груп атомів у структурі для мови виділень, що є розширенням мови пакету VMD; реалізовано стандартні алгоритми трансляції груп атомів та їх обертання навколо довільних осей; реалізовано алгоритми розрахунку середньоквадратичних відстаней між двома структурами та алгоритми структурного вирівнювання цих структур; реалізовано алгоритм моделі еластичних сіток GNM; реалізовано розрахунок нормальних мод та кореляційних матриць у моделі GNM; реалізовано алгоритми HCC, HCCP та HIEROT для виявлення та аналізу динамічних доменів у білках та моделювання їх рухів; додано підтримку потенціалів типу DFIRE та автоматичну адаптацію структури для їх використання; реалізовано читання та запис у форматах PDB, GRO, XTC та TRR. Розпочато роботу над можливістю інтерпретації топологій у форматі пакету GROMACS. Розпочато роботу над навчальними матеріалами, які будуть поповнюватися по мірі розвитку бібліотеки. Вибір та апробація методів квантово-механічних обчислень здійснювались на прикладі задачі чисельної оптимізації структури ізомерів кластера (ZnO)78 квантово-хімічними методами з використанням обчислювального кластеру Інституту фізики. Проведено комп'ютерне моделювання ізомерів кластеру (ZnO)78 з використанням пакету Avogadro; побудовані моделі ізомерів (ZnO)78 оптимізовано напівемпіричним методом АМ1 за допомогою пакету квантово-хімічних обчислень Firefly, обчислено їх енергії зв'язку; задачі оптимізації геометрії стабільних ізомерів (ZnO)78 з перших принципів апробовано на обчислювальному кластері Інституту фізики НАНУ, поставлено на обчислення та підготовлено для запуску в грід-середовищі; розробка програми паралельних розрахунків здійснювалась для обчислення еволюції населеності станів трирівневого атома при взаємодії з короткими світловими імпульсами великої інтенсивності. Взаємодія атомів з короткими світловими імпульсами становить інтерес для дослідження широкого кола питань. Це, зокрема, керування населеністю атомних станів, рухом атомів в світлових полях, їх охолодженням, керування хімічними процесами тощо. Розроблена програма дає можливість значно збільшити швидкість таких розрахунків. 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'ютерне моделювання ізомерів кластеру (ZnO)78 та побудовано моделі їх ізомерів Автори роботи Єсилевський Семен Олександрович Березецька Наталя Михайлівна Блонський Іван Васильович Гергель Олег 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