stringtranslate.com

BigDFT

BigDFT — это бесплатный программный пакет для физиков и химиков , распространяемый по лицензии GNU General Public License , основная программа которого позволяет рассчитывать полную энергию , плотность заряда и электронную структуру систем, состоящих из электронов и ядер ( молекул и периодических/кристаллических твердых тел ), в рамках теории функционала плотности (DFT) с использованием псевдопотенциалов и вейвлет- базиса. [1]

Обзор

BigDFT реализует теорию функционала плотности (DFT) путем решения уравнений Кона–Шэма , описывающих электроны в материале, расширенном в базисном наборе вейвлетов Добеши и использующем самосогласованную прямую минимизацию или методы диагонализации Дэвидсона для определения минимума энергии. Вычислительная эффективность достигается за счет использования быстрых коротких сверток и псевдопотенциалов для описания основных электронов. В дополнение к полной энергии также рассчитываются силы и напряжения, так что можно проводить оптимизацию геометрии и молекулярную динамику ab initio.

Базисные наборы вейвлетов Добеши представляют собой ортогональный систематический базисный набор, как базисный набор плоских волн, но имеют большое преимущество, позволяя адаптировать сетку с различными уровнями разрешения (см. анализ с несколькими разрешениями ). Интерполирующие масштабирующие функции используются также для решения уравнения Пуассона [2] [3] с различными граничными условиями в виде изолированных или поверхностных систем.

BigDFT был одним из первых кодов теории функционала плотности с массовым параллелизмом, который использовал графические процессоры (GPU) [4] с использованием языков CUDA , а затем и OpenCL .

Поскольку вейвлеты Добеши имеют компактную поддержку, применение гамильтониана может быть выполнено локально [5] , что позволяет иметь линейное масштабирование в зависимости от числа атомов вместо кубического масштабирования для традиционного программного обеспечения DFT.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Дженовезе, Луиджи; Неелов, Алексей; Гёдекер, Стефан; Дойч, Тьерри; Гасеми, Сейед Алиреза; Виллан, Александр; Калисте, Дамиен; Зильберберг, Одед; Рэйсон, Марк; Бергман, Андерс; Шнайдер, Рейнхольд (2008-07-07). "Вейвлеты Добеши как базисный набор для вычислений псевдопотенциала функционала плотности". Журнал химической физики . 129 (1): 014109. arXiv : 0804.2583 . Bibcode : 2008JChPh.129a4109G. doi : 10.1063/1.2949547. ISSN  0021-9606. PMID  18624472. S2CID  1308463.
  2. ^ Дженовезе, Луиджи; Дойч, Тьерри; Неелов, Алексей; Гёдекер, Стефан; Бейлкин, Грегори (2006-08-21). "Эффективное решение уравнения Пуассона со свободными граничными условиями". Журнал химической физики . 125 (7). Издательство AIP: 074105. arXiv : cond-mat/0605371 . Bibcode : 2006JChPh.125g4105G. doi : 10.1063/1.2335442. ISSN  0021-9606. PMID  16942320. S2CID  13918003.
  3. ^ Дженовезе, Луиджи; Дойч, Тьерри; Годекер, Стефан (2007-08-07). "Эффективный и точный трехмерный решатель Пуассона для поверхностных задач". Журнал химической физики . 127 (5). Издательство AIP: 054704. arXiv : cond-mat/0703677 . Bibcode : 2007JChPh.127e4704G. doi : 10.1063/1.2754685. ISSN  0021-9606. PMID  17688354. S2CID  13526036.
  4. ^ L. Genovese, M. Ospici, T. Deutsch, J.-F. Méhaut, A. Neelov, S. Goedecker (2009). "Вычисление теории функционала плотности на многоядерных гибридных архитектурах CPU-GPU в гибридной архитектуре" (PDF) . Journal of Chemical Physics . 131 034103 (3): 034103. arXiv : 0904.1543 . doi :10.1063/1.3166140. PMID  19624177.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  5. ^ Mohr, Stephan; Ratcliff, Laura E.; Boulanger, Paul; Genovese, Luigi; Caliste, Damien; Deutsch, Thierry; Goedecker, Stefan (2014-05-28). "Вейвлеты Добеши для теории функционала плотности с линейным масштабированием". The Journal of Chemical Physics . 140 (20). AIP Publishing: 204110. arXiv : 1401.7441 . Bibcode : 2014JChPh.140t4110M. doi : 10.1063/1.4871876. ISSN  0021-9606. PMID  24880269. S2CID  4619389.

Внешние ссылки


  • в
  • т
  • е
  • в
  • т
  • е