Análise de algoritmos eficientes para uso em dinâmica molecular ab initio direta
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2014 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/SFSA-9P8QUS |
Resumo: | Um software que integra as equações de movimento clássicas foi desenvolvido. O programa, de nome DRKAI (Dinâmica Runge Kutta ab initio) foi inicialmente testado em uma equação diferencial simples, a qual possui solução analítica, demonstrando grande precisão nesse caso. Verificada sua eficiência, foi aplicado em sistemas moleculares, abordagem conhecida como dinâmica molecular. Os testes da dinâmica resultaram em boa conservação de energia e preservação das características do sistema. A segunda parte deste trabalho surgiu ao perceber que a dinâmica, na abordagem desejada, possui alto custo computacional, tornando imperativo o uso de algoritmos eficientes. Muitos algoritmos diferentes são usados em trabalhos atuais, tornando complexa a escolha do que deveria ser implementado. Nesta dissertação foi feito um estudo de cinco integradores. Dentre esses, os integradores Runge Kutta simétrico e Beeman-Verlet foram os mais eficientes, o algoritmo de Gauss Radau se mostrou inadequado para simulações longas e o algoritmo de Runge Kutta Gill revelou-se como o mais lento. |
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Jadson Claudio BelchiorJoao Pedro BragaRita de Cassia de Oliveira SebastiaoFrederico Teixeira Silva2019-08-09T19:59:49Z2019-08-09T19:59:49Z2014-07-31http://hdl.handle.net/1843/SFSA-9P8QUSUm software que integra as equações de movimento clássicas foi desenvolvido. O programa, de nome DRKAI (Dinâmica Runge Kutta ab initio) foi inicialmente testado em uma equação diferencial simples, a qual possui solução analítica, demonstrando grande precisão nesse caso. Verificada sua eficiência, foi aplicado em sistemas moleculares, abordagem conhecida como dinâmica molecular. Os testes da dinâmica resultaram em boa conservação de energia e preservação das características do sistema. A segunda parte deste trabalho surgiu ao perceber que a dinâmica, na abordagem desejada, possui alto custo computacional, tornando imperativo o uso de algoritmos eficientes. Muitos algoritmos diferentes são usados em trabalhos atuais, tornando complexa a escolha do que deveria ser implementado. Nesta dissertação foi feito um estudo de cinco integradores. Dentre esses, os integradores Runge Kutta simétrico e Beeman-Verlet foram os mais eficientes, o algoritmo de Gauss Radau se mostrou inadequado para simulações longas e o algoritmo de Runge Kutta Gill revelou-se como o mais lento.A software that integrates classical equations of motion was developed. The program named DRKAI (Dinâmica Runge Kutta ab initio) was first tested in a simple differential equation, which has analytical solution, showing great accuracy in this case. Verified its efficiency, DRKAI was applied in a molecular system, known as molecular dynamics approach. Dynamic results showed good energy conservation and preservation of major feateres of the system. The second part of this paper came when high computational cost was perceived at desired approach. This made imperative the use of efficient algorithms. Many different algorithms are used in current works, making complex the choice of whatshould be implemented. In this thesis a study was made for five integrators. Among these, the symmetric Runge Kutta integrators and Beeman-Verlet were the most efficient, the algorithm of Gauss Radau proved inadequate for long simulations and the algorithm of Runge Kutta Gill proved to be the slowest.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGAlgoritmosCálculos numéricosMetodos de simulaçãoFísico-químicaDinamica molecularAnálise de algoritmosDinâmica molecular ab initioIntegração numéricaAnálise de algoritmos eficientes para uso em dinâmica molecular ab initio diretainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALdissertacao_final_frederico_teixeira_silva.pdfapplication/pdf8416461https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/SFSA-9P8QUS/1/dissertacao_final_frederico_teixeira_silva.pdf31c76f9e26acd26a39b10424be36cb30MD51TEXTdissertacao_final_frederico_teixeira_silva.pdf.txtdissertacao_final_frederico_teixeira_silva.pdf.txtExtracted texttext/plain232975https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/SFSA-9P8QUS/2/dissertacao_final_frederico_teixeira_silva.pdf.txte33779428d87becf977d3196f4e4858eMD521843/SFSA-9P8QUS2019-11-14 10:52:47.712oai:repositorio.ufmg.br:1843/SFSA-9P8QUSRepositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T13:52:47Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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