LAMMPS

Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator (LAMMPS) は、サンディア国立研究所の分子動力学プログラムである[1]。�…

LAMMPS
Large-scale Atomic/Molecular Massively
Parallel Simulator
作者 Steve Plimpton, Aidan Thompson, Stan Moore, Axel Kohlmeyer
開発元 サンディア国立研究所
テンプル大学
初版 1995年 (31年前) (1995)
最新版
3Mar20 / 2020年3月20日 (6年前) (2020-03-20)
リポジトリ github.com/lammps
プログラミング
言語		 C++
対応OS クロスプラットフォーム: Linux, macOS, Windows
プラットフォーム x86, x86-64
サイズ 304 MB
対応言語 英語
サポート状況 Active
種別 分子動力学
ライセンス GNU General Public License
公式サイト lammps.sandia.gov
テンプレートを表示

Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator (LAMMPS) は、サンディア国立研究所の分子動力学プログラムである[1]。並列計算にMessage Passing Interface (MPI) を利用し、GNU General Public Licenseの下で配布されるフリーかつオープンソースのソフトウェアである[1]。

LAMMPSは開発開始当初、アメリカ合衆国エネルギー省の研究室と民間組織の研究室との間で共同研究開発契約を交わし開発されていた[1]。2016年時点では、サンディア国立研究所とテンプル大学の研究者らによって維持、管理および配布されている[1]。

プログラムの特徴

ワールドワイドに使われている分子動力学プログラムの中では、プログラム自身の拡張性の高さと、入力スクリプトによる柔軟な制御が特徴的である[2]。拡張性の高さにより、豊富な種類の力場、計算スキームに対応している。

ファンデルワールス力、Coulomb力、結合力などそれぞれの相互作用の関数形を個別に設定できる[2]。適切に組み合わせることで、Dreiding、OPLS、GROMACS、CHARMM、Amber、COMPASS、CVFFなどの有機物向けの汎用力場を利用できる。ただし、与えられた分子構造に対し力場パラメータを自動で割り当てる機能はない[3]。EAM、Tersoffなどの無機物向け力場も利用できる。また、散逸粒子動力学などの粗視化手法にも対応している。ユーザ独自の相互作用を組み込んでLAMMPSを拡張した例もある[4]。

入力スクリプトでは、on-the-flyでの物理量計算手順の細かい指定、if文やループ文による計算フローの細かい制御、様々な外力の印加などが可能となっている[2]。

力場パラメータの割り当てと同様に、初期構造の作成、構造の可視化、高度な物理量計算はLAMMPS本体に実装されていないため、自作プログラムや第三者により開発されたプログラムとの併用が必要である[3]。

アルゴリズムの特徴

計算効率向上のため、ベルレ・リストを使用して近接粒子の情報を管理している。このリストは、粒子の局所密度が大きくなり過ぎることがないような、近距離で反発する粒子の系に対して最適化されている[5]。

並列計算機上では、シミュレーション領域全体を小領域に分割し、各小領域を各プロセッサに割り当てて計算を行う方式が取られている。この方式において、各プロセッサは隣接する各小領域の原子の情報を相互に通信し記憶する。そのため、LAMMPSは比較的均一な密度分布を持つ直方体セルの系において最も並列効率が良くなる。

Coupled spin and molecular dynamics計算に対応している[6]。

出典

  1. ^ a b c d “LAMMPS Molecular Dynamics Simulator”. Sandia National Laboratories. 2010年10月3日閲覧。
  2. ^ a b c “1.3. LAMMPS features — LAMMPS documentation”. docs.lammps.org. 2021年12月12日閲覧。
  3. ^ a b “1.4. LAMMPS non-features — LAMMPS documentation”. docs.lammps.org. 2021年12月12日閲覧。
  4. ^ “産総研：革新的機能性材料開発のためのマルチスケールシミュレーター群を開発”. www.aist.go.jp. 2021年12月12日閲覧。
  5. ^ Plimpton, S. (1993-05-01). Fast parallel algorithms for short-range molecular dynamics. doi:10.2172/10176421. https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc1389173/. 
  6. ^ Tranchida, Julien Guy; Wood, Mitchell; Moore, Stan Gerald (2018-09-01). Coupled Magnetic Spin Dynamics and Molecular Dynamics in a Massively Parallel Framework: LDRD Final Report.. doi:10.2172/1493836. OSTI 1493836. 

関連項目

外部リンク

スタブアイコン

この項目は、ソフトウェアに関連した書きかけの項目です。この項目を加筆・訂正などしてくださる協力者を求めています（PJ:コンピュータ/P:コンピュータ）。

Content Disclaimer

Informasi ini disarikan dari Wikipedia dan disajikan kembali untuk tujuan edukasi. Konten tersedia di bawah lisensi CC BY-SA 3.0. Kami tidak bertanggung jawab atas ketidakakuratan data yang bersumber dari kontribusi publik tersebut.

  1. The information displayed on this website is sourced in part or in whole from Wikipedia and has been adapted for the purpose of restating it. We strive to provide accurate and relevant information, however:
  2. There is no guarantee of absolute accuracy. Wikipedia is an open, collaborative project that can be edited by anyone, so information is subject to change.
  3. It is not intended to constitute professional advice. The content displayed is for informational and educational purposes only. For important decisions (e.g., medical, legal, or financial), please consult a professional.
  4. Content copyright. Wikipedia is licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike License (CC BY-SA). This means that content may be reused with appropriate attribution and shared under a similar license.
  5. Responsible use. Any risk arising from the use of information from this website is entirely the responsibility of the user.