PSE Molekulardynamik - Technische Universität München · 3 Technische Universität München...

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Technische Universität München Department of Informatics V 13.11.2015 Philipp Neumann, Nikola Tchipev Short range interaction, Linked Cell algorithm PSE Molekulardynamik

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Technische Universität MünchenDepartment of Informatics V

13.11.2015

Philipp Neumann, Nikola Tchipev

Short range interaction,Linked Cell algorithm

PSE Molekulardynamik

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Philipp Neumann, Nikola Tchipev PSE Molekulardynamik

Outline

• Schedule• Presentations: Worksheet 2• Short range interaction• Linked-cell algorithm• Preparation: Worksheet 3

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Schedule

Date Worksheet

16.10.2015

30.10.2015 1

13.11.2015 2

04.12.2015 3

18.12.2015 4

22.01.2016 5

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Presentations: Worksheet 2

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Revision: Lennard-Jones potential

• Interaction between molecules or atoms

• Resulting force calculation

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• Dense force matrix

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Revision: Lennard-Jones potential

Idea: Neglect near zero forces

⇒ complexity:

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Short range interaction

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Short range interaction

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Verlet lists

• Each molecule → list of neighboring molecules depending on

• List update every time steps

⇒ buffer with:

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Linked-cell algorithm (classic)

• Introduction of a Cartesian (cubic spatial) mesh

• Mesh size given by cut-off radius

• Newton’s third law: Iterate only over neighboring cells

• Natural application of existing particle containers (sheet 3)

• Domain decomposition parallelization? (sheet 5)⇒

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Linked-cell algorithm (outlook)

• Cubic mesh with side length:

• Converges to cut-off sphere for

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Linked-cell algorithm: Data structure

Linearized array (2D/3D→1D) Mesh: 1D vector of cells Cells: list of molecules Halo region: boundary

conditions/ghost layer Outflow: delete molecules after

time step (sheet 3) Reflecting boundaries Periodic BCs? (sheet 4) Distributed memory parallelization?

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Preparation: Worksheet 3