基于OpenGL的NanoMD分子動(dòng)力學(xué)軟件的研究與應(yīng)用.pdf

1、近幾年來,納米技術(shù)作為一門交叉性很強(qiáng)的綜合學(xué)科,研究的內(nèi)容涉及現(xiàn)代科技的廣泛領(lǐng)域。納米科學(xué)與技術(shù)主要包括:納米體系物理學(xué)、納米化學(xué)、納米材料學(xué)、納米生物學(xué)、納米電子學(xué)、納米機(jī)械學(xué)、納米測(cè)量學(xué)等。它是現(xiàn)代科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物,例如混沌物理、量子力學(xué)、介觀物理、分子生物。
　　 NanoMD是由南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院趙健偉教授課題組開發(fā)的一款超大規(guī)模分子動(dòng)力學(xué)(ULMD)專業(yè)軟件。該軟件集后臺(tái)計(jì)算和前臺(tái)界面顯示為一體。用戶通過調(diào)用

2、后臺(tái)的計(jì)算程序,在前臺(tái)界面中動(dòng)態(tài)顯示模擬結(jié)果,實(shí)時(shí)跟蹤模擬過程。該程序針對(duì)納米材料和納米操作的特點(diǎn),對(duì)建模和模擬過程做了優(yōu)化,可以從原子尺度研究納米材料的穩(wěn)定性,納米機(jī)械過程中材料的形變、以及晶體生長(zhǎng)等過程。軟件依據(jù)大量粒子周期性排布的特點(diǎn),結(jié)合信號(hào)處理學(xué)科中的傅里葉變換分析等原理,開發(fā)了一系列的專用分析方法,可以開展晶體結(jié)構(gòu)觀察、表面形貌分析、體相晶態(tài)分析、局域能量分析、原子配位數(shù)分析等。成為納米科技研究的有力工具。
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3、anoMD是一款以分子動(dòng)力學(xué)為理論基礎(chǔ),在納米科技中具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的計(jì)算軟件。該軟件針對(duì)納米技術(shù)的特殊需求,實(shí)現(xiàn)了超大規(guī)模高性能分子動(dòng)力學(xué)仿真程序和分析方法,這個(gè)過程中需要運(yùn)用OpenGL顯示技術(shù)、大規(guī)模并行計(jì)算技術(shù)和一些如Cell-List和Verlet列表的特殊算法。此外在數(shù)據(jù)處理過程中結(jié)合了晶體學(xué)和信號(hào)處理技術(shù)。為了提高性能、擴(kuò)展應(yīng)用,本碩士論文主要集中在OpenGL顯示效果的改進(jìn),仿真系統(tǒng)的實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)和基于原子配位數(shù)的表面和缺陷