Программа для генерации первичных структур

Регистрационный номер: 2014610490

Название: Программа для генерации первичных структур полимерных матриц, содержащих асимметричные включения

Дата регистрации: 10.01.2014

Авторы: Громов С.В.

Аннотация: Программа предназначена для генерации первичных структур, описывающих полимерный нанокомпозитный материал, содержащий асимметричные включения. Программа генерации первичных структур полимерных матриц с нановключениями предоставляет оператору возможность управления значениями следующих параметров расчетной ячейки и модельного образца:

  • геометрические размеры расчетной ячейки (в ангстремах);
  • среднее значение и дисперсия распределения длин полимерных молекул
  • размеры, тип и количество нановключений
  • плотность моделируемого нанокомпозитного материала в г/см3;

Широкий набор входных параметров делает программу достаточно универсальной в задачах генерации, как различного рода полимерных цепей, так и наноструктур вида нанотрубок или нановолокон.

Основной класс программы Chain(), обеспечивающий создание в объеме расчетной ячейки физически правдоподобной полимерной структуры, содержит набор методов:

generate() - инициализация построения новой полимерной цепи в случайно выбранной пространственной координате расчетной ячейки

check_angle(), check_empty(), check_border() - ряд методов, обеспечивающих построение физически разумной структуры с заданным распределением углов и расстояний между соседними звеньями цепи.

add_bead() - добавление очередного звена в полимерную цепь

add_hydr() - добавление органических остатков в структуру каждого из звеньев полимерной цепи (в случае построения полноатомной, а не CG модели)

Выходные данные программы представляют собой массивы, содержащие информацию о трехмерной структуре сгенерированного модельного образца. Для последующей передачи расчетным модулям, содержимое записывается в файл _имя_задачи_.data в рабочем каталоге. Также по завершении работы модуля в рабочем каталоге создаются dump-файлы с именами _имя_задачи_.cfg и _имя_задачи_.pdb, позволяющие построить визуальную трехмерную модель полимерной матрицы с нановключениями. Для большего удобства создаются дополнительные dump-файлы, описывающие структуры полимера и включений раздельно.

Полученный файл _имя_задачи_.data передаётся программе вывода модельной системы на равновесие для обеспечения релаксации структуры.

Тип реализующей ЭВМ:

Минимальный состав используемых технических средств для эксплуатации суперкомпьютерной части:

  • Процессоры архитектуры x86-64, не менее 2-х ядер, с тактовой частотой не ниже 3 ГГц.
  • Оперативная память не менее 1 Гбайт на 1 ядро.
  • Объем свободного дискового пространства не менее 100 Гбайт.

Минимальный состав используемых технических средств для эксплуатации локальной части:

  • Процессор Intel Pentium или AMD с тактовой частотой не ниже 2 ГГц.
  • Оперативная память не менее 1 Гбайт.
  • Объем свободного дискового пространства не менее 1 Гбайт.

Операционная система: Минимальный состав используемых программных средств для эксплуатации на суперкомпьютере

  • Операционная система Linux, например:
  • Debian GNU/Linux 6.0 или 7.0.
  • Red Hat Enterprise Linux 6.
  • SUSE Linux Enterprise Server 11.
  • Компилятор языка C/C++, например:
  • GCC версии 4.6.4, или выше
  • Intel C++ Composer XE 2013
  • PGI 2013 версия 13.7 или выше
  • wget — консольная программа для загрузки файлов по сети.
  • GNU Bourne-Again Shell 4 и более поздние версии
  • Архиваторы tar и gzip версии 1.6 или выше
  • Библиотека MPI для запуска параллельной версии программы, например
  • MPICH версии 1.5 или выше
  • Intel MPI версии 4.1 или выше
  • MVAPICH2 версии 1.9 или выше
  • MPI версии 1.7.2 или выше

Минимальный состав используемых программных средств для эксплуатации на локальном компьютере:

  • Операционная система Microsoft Windows, GNU Linux или Mac OS X.
  • SSH-клиент для доступа к суперкомпьютеру (например, Putty 0.62 или WinSCP 5.1.5 для Microsoft Windows, OpenSSH для GNU Linux и Mac OS X)

Язык программирования:

Программа написана на языке Python 2.6.5. и использует пакет библиотек LAMMPS, компилируемый из исходных файлов, написанных на языке C++. Для работы программы необходимо наличие:

  • Компилятора языка C/C++, например:
  • GCC версии 4.6.4, или выше
  • Intel C++ Composer XE 2013
  • PGI 2013 версия 13.7 или выше
  • интерпретатора языка Python версии 2.6.5 и выше.

Объём программы: 200 Kб