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E-raamat: Numerische Simulation in der Moleküldynamik: Numerik, Algorithmen, Parallelisierung, Anwendungen

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  • Formaat: PDF+DRM
  • Sari: Springer-Lehrbuch
  • Ilmumisaeg: 07-Mar-2013
  • Kirjastus: Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K
  • Keel: ger
  • ISBN-13: 9783642187797
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Numerische Simulation in der Moleküldynamik: Numerik, Algorithmen, Parallelisierung, AnwendungenSuurem pilt
  • Formaat: PDF+DRM
  • Sari: Springer-Lehrbuch
  • Ilmumisaeg: 07-Mar-2013
  • Kirjastus: Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K
  • Keel: ger
  • ISBN-13: 9783642187797
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Das Buch behandelt Methoden des wissenschaftlichen Rechnens in der Moleküldynamik, einem Bereich, der in vielen Anwendungen der Chemie, der Biowissenschaften, der Materialwissenschaften, insbesondere der Nanotechnologie, sowie der Astrophysik eine wichtige Rolle spielt. Es führt in die wichtigsten Simulationstechniken zur numerischen Behandlung der Newtonschen Bewegungsgleichungen ein. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der schnellen Auswertung kurz- und langreichweitiger Kräfte mittels Linked Cell-,   P$/\3$M-, Baum- und Multipol-Verfahren, sowie deren paralleler Implementierung und Lastbalancierung auf Rechensystemen mit verteiltem Speicher. Die einzelnen Kapitel beinhalten darüberhinaus detailierte Hinweise, um die Verfahren Schritt für Schritt in ein Programmpaket umzusetzen. In zahlreichen farbigen Abbildungen werden Simulationsergebnisse für eine Reihe von Anwendungen präsentiert.
1 Computersimulation eine Schlüsseltechnologie.- Von der
Schrödingergleichung zur Moleküldynamik.- Die Schrödingergleichung.- Eine
Herleitung der klassischen Moleküldynamik.- Ein Ausblick auf ab initio
Moleküldynamik-Verfahren.- Das Linked-Cell-Verfahren für kurzreichweitige
Potentiale.- Die Zeitdiskretisierung das Störmer-Verlet-Verfahren.-
Implementierung des Basisalgorithmus.- Der Abschneideradius.- Das
Linked-Cell-Verfahren.- Implementierung der Linked-Cell-Methode.- Erste
Anwendungsbeispiele und Erweiterungen.- Thermostate, Ensembles und
Anwendungen.- Parallelisierung.- Parallelrechner und
Parallelisierungsstrategien.- Gebietszerlegung für die Linked-Cell-Methode.-
Implementierung.- Leistungsmessung und Benchmark.- Anwendungsbeispiele.-
Erweiterung auf kompliziertere Potentiale und Moleküle.-
Mehrkörperpotentiale.- Potentiale mit festen Nachbarschaftsstrukturen.-
Zeitintegrationsverfahren.- Fehler der Zeitintegration.- Symplektische
Verfahren.- Multiple Zeitschrittverfahren das Impuls-Verfahren.-
Zwangsbedingungen der Rattle-Algorithmus.- Gitterbasierte Methoden für
langr eichweit ige Potentiale.- Lösung der Potentialgleichung.- Kurz- und
langreichweitige Energie- und Kraftanteile.- Die
Smooth-Particle-Mesh-Ewald-Methode (SPME).- Anwendungsbeispiele und
Erweiterungen.- Parallelisierung.- Anwendungsbeispiel: Die Struktur des
Universums.- Baumverfahren für langr eichweitige Potentiale.-
Reihenentwicklung des Potentials.- Baum-Strukturen für die Zerlegung des
Fernfelds.- Partikel-Cluster-Wechselwirkungen und das Barnes-Hut-Verfahren.-
Parallele Baumtechniken.- Verfahren höherer Ordnung.-
Cluster-Cluster-Wechselwirkung und das schnelle Multipolverfahren.- Vergleich
und Ausblick.- Anwendungen aus Biochemie und Biophysik.- Trypsininhibitordes
Rinderpankreas.- Membranen.- Peptide und Proteine.- Protein-Ligand-Komplex
und Bindung.- Ausblick.- A Anhang.- A.1 Newtonsche, Lagrangesche und
Hamiltonsche Gleichungen.- A.2 Hinweise zur Programmierung und
Visualisierung.- A.3 Parallelisierung mit MPI.- A.4
Maxwell-Boltzmann-Verteilung.- A.5 Simulationsparameter.
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Püsilink: https://www.kriso.ee/db/97836421877972e.html