Реєстраційний номер
0214U006777,
0113U004534
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Програмно-апаратний комплекс для моделювання та аналізу природних та штучних нано-систем у грід-середовищі.
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Яценко Леонід Петрович,
Дата реєстрації
21-02-2014
Організація виконавець
Інститут фізики НАН України
Опис етапу
Грід-технології активно та плідно використовується для моделювання природних та штучних наносистем, зокрема біологічних макромолекул та штучних нанокластерів. Найбільш активно використовуються методи молекулярної динаміки та квантової хімії, що дозволяють моделювати структуру та динаміку складних надмолекулярних систем та отримувати траєкторії всіх атомів системи у часі. Будь-яке моделювання такого роду складається з трьох етапів: 1) конструювання модельної системи 2) розрахунок траєкторій або рівноважної геометрії 3) аналіз траєкторій або рівноважної геометрії та інтерпретація результатів. На сьогодні лише другий етап цього процесу успішно інтегрований до грід-середовища, тоді як конструювання систем та аналіз результатів проводяться локально. Під час виконання проекту було створено стабільний API бібліотеки Pteros. Код бібліотеки позбавлено від зайвих залежностей та приведення його до загальних стандартів форматування. Розроблено детальну документацію, створено самовчитель по роботі з бібліотекою. Створено детальну інструкцію по інсталяції бібліотеки на обчислювальні кластери українського грід-сегменту, та встановлено бібліотеку на обчислювальних кластерах, що входять до ВО MolDynGrid. Розроблено кардинально нову систему аналітичних плагінів, та продемонстровано можливість використання плагінів написаних як на мові C++ так і на мові Python. За допомогою квантово-хімичних розрахунків було визначено найбільш імовірні структури кластерів, що складаються з 2-10 атомів германію, термінованих йодом. Виявлено ланцюжкові структури для найменших кластерів, кільця в перехідній області (7-8 атомів Ge), та подібні до об'ємної структури германієві кластери з 9-10 атомів. Для всіх характерних кластерів з 2-10 атомів розраховано їхні коливальні спектри (ІЧ і КР), які можуть бути корисні для подальшої ідентифікації цих кластерів в експериментах. Результати викладено в статті, яка надіслана в друк до Phys. Rev. B.
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 комплекс обчислень і встановлено найбільш енергетично вигідні структури атомарних кластерів (ZnO)n і (ZnS)n, де n=12, 13.
Автори роботи
Єсилевський Семен Олександрович
Березецька Наталя Михайлівна
Блонський Іван Васильович
Дмитрук Ігор Миколайович
Дмитрук Андрій Миколайович
Рябцев Андрій Володимирович
Шинкаренко Євген Вікторович
Яценко Леонід Петрович
Додано/оновлено в НРАТ
2020-04-02
