Ubuntu 12.04 install vasp

Ubuntu 12.04 install vasp
Ubuntu 12.04 install vasp

Ubuntu 12.04 i386 install vasp

刘超

一安装基本编译环境

sudo apt-get install gfortran

sudo apt-get install build-essential

sudo apt-get install rpm

sudo apt-get install gawk

安装libstdc++5

二.安装ifort编译器;

1. 解压安装

2. 运行安装脚本

sudo ./install.sh后续过程根据自己状况选择。

vim ~/.bashrc 在最后面加上

source /opt/intel/Compiler/11.1/046/bin/ifortvars.sh ia32

source /opt/intel/Compiler/11.1/046/mkl/tools/environment/mklvars32.sh export PATH=$PATH:/home/liu/bin

“: wq” (保存并退出的意思)

source ~/.bashrc

四安装vasp.5.lib

解压

进入目录

cp makefile.linux_ifc_P4 Makefile

修改Makefile 中FC=ifc 为FC=ifort

make

编译vasp.5.2

一、串行编译

解压vasp.5.2

进入目录,执行:cp makefile.linux_ifc_P4 Makefile

修改Makefile 中FC=ifc 为FC=ifort

修改BLAS,改124行

BLAS=-L/opt/intel/Compiler/11.1/046/mkl/lib/32的路径改成自己安装的文件的路径,后面跟上-lmkl_intel -lmkl_sequential -lmkl _core -lguide -lpthread

改完后应该是这样子的

BLAS=-L/opt/intel/Compiler/11.1/046/mkl/lib/32 -lmkl_intel

-lmkl_sequential -lmkl_core -lguide -lpthread(这是我自己的配置)(如果不改很有可能提示:ld: cannot find -lmkl等等)

改129行:BLAS= /opt/libs/libgoto/libgoto.so

为#BLAS= /opt/libs/libgoto/libgoto.so(前面叫#,注释)

make就可以了(make成功以后在vasp.5.2文件夹里把vasp命令复制粘贴到bin下)

二.并行编译(单机不需要这些)

安装mpich2

./configure --prefix=/opt/mpi f90=ifort && make

然后输入:sudo make install

解压vasp.5.2

进入目录

cp makefile.linux_ifc_P4 Makefile

修改BLAS改124行BLAS=-L/opt/intel/Compiler/11.1/046/mkl/lib/32的路径改成自己安装的文件的路径,后面跟上-lmkl_intel -lmkl_sequential

-lmkl _core -lguide -lpthread

改完后应该是这样子的

BLAS=-L/opt/intel/Compiler/11.1/046/mkl/lib/32 -lmkl_intel

-lmkl_sequential -lmkl_core -lguide -lpthread (这是我自己的配置)(如果不改很有可能提示:ld: cannot find -lmkl)

改129行

BLAS= /opt/libs/libgoto/libgoto.so

为#BLAS= /opt/libs/libgoto/libgoto.so(前面叫#,注释)

然后在注销53,55,行

#FC=ifort

# fortran linker

#FCL=$(FC)

83行注销,改为:

#CPP = $(CPP_) -DHOST=\"LinuxIFC\" \

139 行注销,改为

#LIB = -L../vasp.5.lib -ldmy \

152 行注销,改为

#FFT3D = fft3dfurth.o fft3dlib.o

进入mpi部分

去掉一下面几行首“#”

171,172行

FC=mpif90(把mpif77改为90)

FCL=$(FC)

181,182,183行

CPP = $(CPP_) -DMPI -DHOST=\"LinuxIFC\" -DIFC \

-Dkind8 -DCACHE_SIZE=4000 -DPGF90 -Davoidalloc -DNGZhalf \ -DMPI_BLOCK=8000

203,204,205 行

LIB = -L../vasp.5.lib -ldmy \

../vasp.5.lib/linpack_double.o $(LAPACK) \

$(SCA) $(BLAS)

208行

FFT3D = fftmpi.o fftmpi_map.o fft3dfurth.o fft3dlib.o

保存之后make就行了

卸载MPI

/opt/mpi/sbin/mpeuninstall may be used to remove the installation Installed MPE2 in /opt/mpi

/opt/mpi/sbin/mpeuninstall may be used to remove the installation

ubuntu12.04-AMD64 install vasp

一安装基本编译环境

安装gfortran

sudo apt-get install build-essential

sudo aptitude install build-essential

sudo apt-get install rpm

sudo apt-get install gawk

安装libstdc++5

二.安装ifort编译器

解压l_fcompxe_2011.10.319.tgz

输入 ./install

vim ~/.bashrc在最后加上

source /opt/intel/composer_xe_2011_sp1.10.319/bin/compilervars.sh intel64

source /opt/intel/composer_xe_2011_sp1.10.319/mkl/bin/intel64/mklvars_intel64.sh export PATH=$PATH:/home/liu/bin

保存退出

source ~/.bashrc

验证是否完成,输入命令which ifort 出现此命令的路径,则为编译成功。

三.编译vasp.5.lib

解压

进入目录

cp makefile.linux_ifc_P4 Makefile

修改Makefile 中FC=ifc 为FC=ifort

make

1.串行编译

解压vasp.5.2

进入目录,执行:cp makefile.linux_ifc_P4 Makefile

修改Makefile 中FC=ifc 为FC=ifort

修改BLAS,改124行

BLAS=-L/opt/intel/Compiler/11.1/046/mkl/lib/32的路径改成自己安装的文件的路径,后面跟上-lmkl_intel -lmkl_sequential -lmkl _core -lguide -lpthread

改完后应该是这样子的

BLAS=-L/opt/intel/composer_xe_2011_sp1.10.319/mkl/lib/intel64

-lmkl_intel_lp64 -lmkl_core -lmkl_sequential -lpthread(这是我自己的配置)(如果不改很有可能提示:ld: cannot find -lmkl)

注销129行:BLAS= /opt/libs/libgoto/libgoto.so

为#BLAS= /opt/libs/libgoto/libgoto.so

最后make,产生vasp文件,大功告成。

材料模拟与计算 Asignment5

完成下面两个练习,提交截图 1.QM/MM calculation of the SW1 defect formation energy for a carbon Purpose: Introduces how to use the QMERA module in Materials Studio. Special attention is paid to preparing the system and which type of embedding scheme to use. Modules: Materials Visualizer, QMERA Time: Prerequisites: None The Stone-Wales (SW) defect is a common defect on carbon nanotubes that is thought to have important implications for their mechanical properties (see Andzelm et al., 2006). The 90° rotation of two carbon atoms around the midpoint of the C-C bond transforms four hexagons into two pentagons and two heptagons. This substructure is known as Stone-Wales defect. In this tutorial you will calculate the formation energy of a nonchiral SW defect (SW1). The following steps will be covered here: Getting started QM region definition QMERA calculation Analysis of results Note: In order to ensure that you can follow this tutorial exactly as intended, you should use the 1. Getting started Begin by starting Materials Studio and creating a new project. Open the New Project dialog and enter Stone-Wales as the project name, click the OK button. The new project is created with Stone-Wales listed in the Project Explorer. 2. Structure preparation The first thing you need to do is prepare the structure of the single-walled nanotube (SWNT). Select Build | Build Nanostructure | Single-Wall Nanotube from the menu bar. Change the N and M indices to 8 and 0 respectively. This corresponds to a nanotube of 6.26 ? diameter.

晶体生长计算与模拟软件之FEMAG

晶体生长计算软件FEMAG 20世纪80年代中期,鲁汶大学Fran?ois Dupret教授带领其团队,开始晶体生长的研究,经过10多年的行业研发及应用,Fran?ois Dupret教授于2003年成立了FEMAGSoft公司(总部设在比利时Louvain-la-Neuve市),正式推出晶体生长数值仿真软件FEMAG。如今,FEMAG软件已成为全球行业用户高度认可的数值仿真工具,在晶体生长数值模拟领域处于国际领先地位。 FEMAG Soft擅长所有类型晶体材料生长方面的工艺模拟专业技术,比如:?直拉法(Czochralski) ?区熔法(Floating Zone) ?适用于铸锭定向凝固过程工艺(DS),Bridgman法 ?物理气相传输法(PVT) 产品模块 1.FEMAG/CZ-Czochralski (CZ) Process 适用于Czochralski直拉法生长工艺和Kyropoulos生长工艺 2.FEMAG/DS-Directional Solidification (DS) Process 适用于铸锭定向凝固过程工艺 3.FEMAG/FZ-Float Zone Process (FZ) 适用于区熔法生长工艺

主要功能 1.全局热传递分析 “全局性”即包涵所有拉晶要素在内,并考虑传热模式的耦合。全局热传递模拟分析,主要考虑:炉内的辐射和传导、熔体对流和炉内气体流量分析。 2.热应力分析 按照经验,一般情况下,晶体位错的产生与晶体生长过程中热应力的变化有着密切的关系。该软件可以进行三维的非轴对称和非各向同性温度场热应力分析计算,可以提出对晶体总的剪切力预估。 “位错”的产生是由于在晶体生长过程中,热剪应力超越临界水平,被称为CRSS(临界分剪应力),而导致的塑性变形。 3.点缺陷预报 该软件可以预知在晶体生长过程中的点缺陷(自裂缝和空缺),该仿真可以很好的预测在晶体生长过程中点缺陷的分布。 4.动态仿真 动态仿真提供了对复杂几何形状对于时间演变的预测。该预测把发生在晶体生长和冷却过程中所有瞬时的影响因素都考虑在内。为了准确地预报晶体点缺陷和氧分,布动态仿真尤其是不可或缺的。 5.固液界面跟踪 在拉晶的过程中准确预测固液界面同样是一个关键问题。对于不同的柑祸旋转速度和不同的提拉高度,其固液界面是不同的。 6.加热器功率预测 利用软件动态仿真反算加热功率对于生长合格晶体也是非常必要的。

数值模拟软件大全

数值模拟软件大全 GEO-SLOPE Offical WebSite: www. geo-slope. com SLOPE/W: 专业的边坡稳定性分析软件, 全球岩土工程界首 选的稳定性分析软件 SEEP/W: 专业的地下渗流分析软件, 第一款全面处理非饱和土体渗流问题的商业化软件 SIGMA/W: 专业的岩土工程应力应变分析软件, 完全基于土(岩)体本构关系建立的专业有限元软件 QUAKE/W: 专业的地震应力应变分析软件, 线性、非线性土体的水平向与竖向耦合动态响应分析软件 TEMP/W: 专业的温度场改变分析软件, 首款最具权威、涵盖范围广泛的地热分析软件 CTRAN/W: 专业的污染物扩散过程分析软件, 超值实用、最具性价比的地下水环境土工软件 AIR/W:专业的空气流动分析软件, 首款处理地下水-空气-热相互作用的专业岩土软件 VADOSE/W: 专业的模拟环境变化、蒸发、地表水、渗流及地下水对某个区或对象的影响分析软件, 设计理论相当完善和全面的环境土工设计软件 Seep3D(三维渗流分析软件)是GeoStudio2007专门针对工程结构中的真实三维渗流问题, 而开发的一个专业软件, Seep3D软件将强大的交互式三维设计引入饱和、非饱和地下水的建模中, 使用户可以迅速分析各种各样的地下水渗流问题. 特点:GeoStudio其实就是从鼎鼎大名的GEO-SLOPE发展起来的, 以边坡分析出名, 扩展到整个岩土工程范围, 基于. NET平台开发的新一代岩土工程仿真分析软件, 尤其是VADOSE/W模块是极具前瞻性的, 环境岩土工程分析的利器. 遗憾的是其模块几乎都只提供平面分析功能. Rocscience Offical WebSite: www. rocscience. com Rocscience 软件的二维和三维分析主要应用在岩土工程和 采矿领域, 该软件使岩土工程师可以对岩质和土质的地表 和地下结构进行快速、准确地分析, 提高了工程的安全性并 减少设计成本. Rocscience 软件对于岩土工程分 析和设计都很方便, 可以帮助工程师们得到快速、正确的解答. Rocscience 软件对于用户最新的项目都有高效的解算结果, 软件操作界面是基于WINDOWS 系统的交互式界面. Rocscience 软件自带了基于CAD 的绘图操作界面, 可以随意输入多种格式的数据进行建模, 用户可以快速定义模型的材料属性、边界条件等, 进行计算得到自己期望的结果. Rocscience 软件包括以下十三种专业分析模块: Slide 二维边坡稳定分析模块

Materials Studio是Accelrys专为材料科学领域开发的可运行于PC机上的新一代材料计算软件

Materials Studio是Accelrys专为材料科学领域开发的可运行于PC机上的新一代材料计算软件,可帮助研究人员解决当今化学及材料工业中的许多重要问题。Materials Studio 软件采用Client/Server结构,客户端可以是Windows 98、2000或NT系统,计算服务器可以是本机的Windows 2000或NT,也可以是网络上的Windows 2000、Windows NT、Linux或UNIX系统。使得任何的材料研究人员可以轻易获得与世界一流研究机构相一致的材料模拟能力。 Materials Studio 由分子模拟软件界的领先者--美国ACCELRYS公司在2000年初推出的新一代的模拟软件Materials Studio,将高质量的材料模拟带入了个人电脑(PC)的时代。 Materials Studio是ACCELRYS 公司专门为材料科学领域研究者所涉及的一款可运行在PC上的模拟软件。他可以帮助你解决当今化学、材料工业中的一系列重要问题。支持Windows98、NT、Unix以及Linux等多种操作平台的Materials Studio使化学及材料科学的研究者们能更方便的建立三维分子模型,深入的分析有机、无机晶体、无定形材料以及聚合物。 任何一个研究者,无论他是否是计算机方面的专家,都能充分享用该软件所使用的高新技术,他所生成的高质量的图片能使你的讲演和报告更引人入胜。同时他还能处理各种不同来源的图形、文本以及数据表格。 多种先进算法的综合运用使Material Studio成为一个强有力的模拟工具。无论是性质预测、聚合物建模还是X射线衍射模拟,我们都可以通过一些简单易学的操作来得到切实可靠的数据。灵活方便的Client-Server结构还是的计算机可以在网络中任何一台装有NT、Linux或Unix操作系统的计算机上进行,从而最大限度的运用了网络资源。 ACCELRYS的软件使任何的研究者都能达到和世界一流工业研究部门相一致的材料模拟的能力。模拟的内容囊括了催化剂、聚合物、固体化学、结晶学、晶粉衍射以及材料特性等材料科学研究领域的主要课题。 Materials Studio采用了大家非常熟悉Microsoft标准用户界面,它允许你通过各种控制面板直接对计算参数和计算结构进行设置和分析。 模块简介: 基本环境 MS.Materials Visualizer 分子力学与分子动力学 MS.DISCOVER https://www.360docs.net/doc/ac11364085.html,PASS

材料加工数值模拟技术复习过程

《材料加工数值模拟技术》 期末综述报告 题目:扭压复合加载之DEFORM模拟 学院:学号:姓名:指导老师:机械工程及自动化学院SY1107110 许亿 张彦华教授 2012年6月

1 绪论 1.1课题的背景[1] 锻造成形是现代制造业中的重要加工方法之一。锻造成形的制件有着其他加工方法难以达到的良好力学性能。随着科技发展,锻造成形工艺面临着巨大的挑战:各行业对锻件质量和精度的要求越来越高,成本要求越来越低。这就要求设计人员在尽可能短的时间内设计出可行的工艺方案和模具结构。但目前锻造工艺和模具设计,大多仍然采用实验和类比的传统方法,不仅费时而且锻件的质量和精度很难提高。随着有限元理论的成熟和计算技术的飞速发展,运用有限元数值模拟进行锻压成形分析,在尽可能减少或无需物理实验的情况下,得到成形中的金属流动规律、应力场、应变场等信息,并据此设计工艺和模具,已经成为一种行之有效的手段。 锻造成形大多属于三维非稳态塑性成形,一般不能简化为平面或轴对称等简单问题来近似处理。在成形过程中,即存在材料非线性,又有几何非线性,同时还存在边界条件非线性,变形机制十分复杂,并且接触边界和摩擦边界也难以描述。应用刚(粘)塑性有限元法进行三维单元数值模拟,是目前国际公认的解决此类问题的最好方法之一。本文针对镦粗这一锻造中常用的加工方式,采用DEFORM数值模拟软件对其进行模拟,从而显现出数值模拟技术 的巨大优势。 2镦粗工艺的概述 2.1 镦粗的定义 自由锻是锻造常用的加工方法,自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形,不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法,而镦粗是自由锻的一种常用加工方式,既使毛坯高度减小而横截面增大的成形工序,它可以用于以下几个方面: 1.由横截面积较小的坯料得到横截面较大而高度较小的锻件。 2.冲孔前增大坯料横截面和平整坯料端面。 3.提高下一步拔长时的锻造比。

各计算材料软件的优势

不同计算材料软件的模块与优势 理工院13级物理学徐飞鸿学号 日期:2015年10月29日 Materials Studio: Materials Studio是ACCELRYS公司专门为材料科学领域研究者所涉及的一款可运行在PC上的模拟软件。它可以帮助你解决当今化学、材料工业中的一系列重要问题。支持Windows98、NT、Unix以及Linux等多种操作平台的Materials Studio使化学及材料科学的研究者们能更方便的建立三维分子模型,深入的分析有机、无机晶体、无定形材料以及聚合物。 多种先进算法的综合运用使Material Studio成为一个强有力的模拟工具。它可以进行性质预测、聚合物建模还是X射线衍射模拟,操作简单,并且得到的数据切实可靠。灵活方便的Client-Server结构还是的计算机可以在网络中任何一台装有NT、Linux或Unix操作系统的计算机上进行,从而最大限度的运用了网络资源。 ACCELRYS的软件使任何的研究者都能达到和世界一流工业研究部门相一致的材料模拟的能力。模拟的内容囊括了催化剂、聚合物、固体化学、结晶学、晶粉衍射以及材料特性等材料科学研究领域的主要课题。 模块简介: Materials Studio采用了大家非常熟悉的Microsoft标准用户界面,允许用户通过各种控制面板直接对计算参数和计算结果进行设置和分析。目前,Material s Studio软件包括如下功能模块: Materials Visualizer: 提供了搭建分子、晶体及高分子材料结构模型所需要的所有工具,可以操作、观察及分析结构模型,处理图表、表格或文本等形式的数据,并提供软件的基本环境和分析工具以及支持Materials Studio的其他产品。是Materials Studio产品系列的核心模块。 Discover:

材料模拟软件技术参数

材料模拟软件技术参数 一、整体技术参数 1.软件必须是国际通用、技术成熟的商用软件,所有功能模块为原厂商开发并整合在统一的软件图形界面下使用,软件在国内销售的时间不少于10年。 2.软件必须为标准“客户端--服务器”结构,两端可同时支持Windows和Linux操作系统,所有模块都支持Pipeline Pilot工作流技术。 3.软件必须是一个整合的多尺度的材料模拟平台,软件各模块之间可以实现无转换数据直接共享。 4.软件的所有模块必须能同时能够在局域网上浮动运行。为保证全部软硬件系统的安全性、可维护性和保密性,所有模块在运行时只允许使用一个许可证加密文件。 5.软件为永久使用权,首次安装须一次性提供大于90年的许可加密文件,自安装之日起提供为期一年的软件免费升级。 6.软件要求当前最新版本。 7.软件需提供厂家授权或总代授权书。 二、程序功能参数 1.软件需具有可视化操作界面的模块,该模块能够具有搭建材料结构模型所需的相关工具,可以操作、观察及分析计算前后的结构模型,处理图型、表格或文本等形式的数据。需提供Perl 语言环境,需具有脚本编写功能,1个使用许可。 2.软件需具有基于平面波赝势法的量子力学程序模块,并且该模块要求是由剑桥凝聚态理论研究组所开发。该模块需能够用来研究晶体材料的性质、表面和表面重构的性质、表面化学、电子结构,晶体的光学性质、点缺陷性质(如空位、间隙或取代掺杂)、扩展缺陷(晶粒间界、位错)、成分无序,金属材料表面与其他化学成分的相互作用。该模块应支持并行计算,不限制并行的CPU个数,1个使用许可。 3.软件需具有基于原子轨道线性组合方法的量子力学程序模块,并且该模块要求使用源自瑞士Paul Scherrer Institut的Bernard Delley教授的独特密度泛函(DFT)量子力学商业程序,使用高效紧凑的数值轨道基组。该模块可以模拟气相、溶液、表面及其它固态环境中的化学反应过程,并预测材料的电子学性质。应支持并行计算,不限制并行的CPU个数,1个使用许可。 4.软件需可以搭建多种组分及不同配比的高分子共混模型、小分子溶液模型、复合材料模型、

数值模拟计算的整个过程

数值模拟计算的整个过程 数值模拟计算的整个过程主要包括一下几个过程: 一.建立模型(应用软件:CAD工具如PRO/E,Bladegen等) 几何生成时应注意的问题主要有以下几个部分: 1. 几何生成 1.1 几何区域的规划几何的生成可以是一个整体部分,但是有时为了网格划分时的方便可以把几个分成几个部分生成,例如轴流泵几何的生成可以分为四个部分:进水流道、叶轮、导叶和出水流道(图1.2),离心泵几何分为三个部分:进口端,叶轮,窝壳(图1.2)。 图1.1 轴流泵几何 图1.2 离心泵几何

1.2几何生成的方法 1.2.1泵的叶轮和导叶部分可以根据各自的木模图使用BLADEGEN较为方便的生成 1.2.2而其他部分则可以通过Pro E等三维CAD工具生成,其中离心泵窝壳由窝壳木模图先将各断面绘制成型,再利用扫掠的方法成型。 1.3.几何输出 1.3.1从PRO/E中导出文件时可以选择保存成igs格式,也可以保存成stp格式,在导出时按其默认格式保存,即igs格式的保存成面的形式,stp格式的保存成体和壳的形式。 1.3. 2. 进出水流道部分(轴流泵),进口端(离心泵)要做适当的延伸。 1.3.3 从PRO/E中导出之前可以可以改单位,或者明确几何生成时所用单位,以便导入。 1.3.4各部分的特征位置的坐标要明确,如几何中心,原点,以便各部分导入后的合并。 二.网格划分(软件: ANSYS ICEM ) 网格划分主要有以下几部分: 2.1. 几何检查及修复通过检查几何命令检查几何并将错误的部分根据实际情况修复(以轴流泵出水流道为例,见图2.1) 图2.1(a)轴流泵出水流道几何检查 图2.1(b)修复后的轴流泵出水流道几何

材料模拟与计算(中文版)

材料模拟与计算 课程代码:83071000 课程名称:材料模拟与计算 英文名称:Materials Simulation and Calculation 学分: 4 开课学期:第10学期 授课对象:应用物理专业本科学生先修课程:量子力学,固体物理,热力学统计物理课程主任:吴爱玲,副教授,博士 课程简介: 《材料模拟与计算》课程是物理学和材料物理学等专业的专业方向课程。该课程主要讲授材料模拟的物理化学基础——量子化学基本原理及应用,密度泛函理论方法,分子力学和分子动力学方法,以及材料模拟常见软件简介等内容。通过本课程的学习,要求学生掌握材料设计的基本原理和计算模拟的基本方法以及常见模拟软件的使用,从而使学生从计算模拟的角度加深对材料和凝聚态物质的结构与物性的认识。 课程考核: 课程最终成绩=平时成绩*30%+期末论文成绩*70%; 平时成绩由出勤率、作业的完成情况决定; 期末考试采取论文形式。 指定教材: 无合适的教科书

参考书目: [1] 《量子化学基本原理和从头计算法》(中),徐光宪,黎乐民,王德民,北京:科学出版社, 2003; [2] 《现代材料计算与设计教程》,吴兴惠,项金钟,北京:电子工业出版社,2002。 [3] 《分子模拟的理论与实践》,陈正隆,徐为人, 汤立达,北京:化学工业出版社,2007。 [4] 《量子化学计算方法与应用》,林梦海,北京:科学出版社,2004。 [5] 《Molecular Modeling Principles and Applications》(分子模拟的原理与应用),A. R. Leach , (第二版),北京:兴国图书出版社,2003。 [6]《计算材料学》,[德]D.罗伯编著,项金钟,吴兴惠译,北京:化学工业出版社,2002。

材料计算软件的

材料计算软件的 曙光TC2600刀片服务器解决方案 摘要: 随着计算机硬件技术的发展和计算方法的突飞猛进,基于量子力学的计算模拟手段已经被广泛应用于化学、材料物理以及有关的其它学科。 曙光刀片服务器为材料计算提供了一种优异的平台,它在众多方面超越了传统机架式服务器,是高密度、高性能的新一代服务器产品。刀片服务器由于物理形态上的高度集成,可以根据物理化学领域应用的不同的特色进行灵活配置,极大地丰富材料计算服务器的解决方案 1.背景概述 1.1.计算化学和材料物理 进入20世纪以后,由于受到物理学理论的飞跃尤其是量子力学的发展的影响,研究人员广泛地应用了当代科学的理论、技术和方法,在认识物质的组成、结构、合成和测试等方面都有了长足的进展,而且在理论方面取得了许多重要成果。随着计算机硬件技术的发展和计算方法的突飞猛进,基于量子力学的计算模拟手段已经被广泛应用于化学、材料物理以及有关的其它学科在解释和预测材料结构、物理性质和化学行为中。现在根据量子化学计算可以进行分子的合理设计,如药物设计、材料设计、物性预测等。 Kohn和Pople等人开创的密度泛函理论(Density Functional Theory, DFT)在过去的20年里得到了广泛的应用,包括固体物理、化学、生物等学科,都能看到密度泛函理论的影响。与传统的量子力学方法不同的是密度泛函理论的基本变量是单粒子密度,通过体系的单粒子密度而不是波函数来描述体系基态的性质,如总能量等。因此密度泛函理论降低了量子化学计算的计算量。随着高性能计算技术的平民化浪潮以及并行软件逐渐普及,高性能计算已经成为上述领域中的除了理论和实验外的主要研究手段。 1.2.曙光TC2600刀片服务器 曙光高性能机群采用机群体系结构,由若干台高性能服务器(节点机)和高速互连网络连接到一起,通过作业调度系统形成单一系统映象的高性能计算机,并通过监控系统

材料模拟在计算机中使用的软件

材料模拟在计算机中使用的软件 材料模拟简介 首先,材料模拟是在传统材料设计上发展出来的技术。传统的材料设计是根据材料的性质和成分,通过理论计算推出目标材料的结构,然后通过实验合成。这样的研究是最基本的,也是脚踏实地的工作,但世界中未知的结构和功能太多了,每次都通过实际的实验会浪费很多经费和时间,大大增加了研究周期。因此,在计算机发展起来的今天,具有智慧的先辈们根据分子理论设计出一系列分子模拟软件,把你所设计的结构输入这些软件,软件就会返回结构的能量、性质。 模拟的原理和作用 目前材料模拟中所使用的软件非常多,但总体上工作过程有很大的共性,也就是说,它们都是从分子动力学原理、量子力学原理等等基础科学理论出发,利用计算机计算材料结构的性质。 其工作过程大致如下: (一)根据所输入计算机的结构计算结构中能量 能量大致分为如下几个部分: (二)根据量子力学原理、分子动力学原理等等来分别计算电子波函数、核的 动能等性质。 (三)由计算出来的波函数、能量就可以用来反映材料的性质 如下图所示,能量和波函数可以分别用于不同方向的研究:

软件简介 用于材料模拟的软件大致有:Materials Studio、VASP、Gaussian、NAMD、LAMMPS、Nano-scale Device Simulation、Materials Explorer、Atomistix Toolkit、Virtual NanoLab………. 这些软件的大致功能如下: 1.Materials Studio 专门为材料科学模拟所设计,能方便的建立3D分子模型,深入分析有机、无机晶体、无定形材料以及聚合物,可以在催化剂、聚合物、固体化学、结晶学、晶粉衍射以及材料特性等材料科学研究领域进行性质预测、聚合物建模和X射线衍射模拟,操作灵活方便,并且最大限度地运用网络资源。 这个软件包含了很多的工具箱,能够实现很多功能,其所具有的工具箱(模块)大致如下:

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