学术会议

实验室年中会

时间:2014-11-06

为了活跃实验室的学术氛围,加强各课题组之间的沟通交流,实验室举办了以“计算方法在物质模拟领域的应用方面的研究工作的介绍”为议题的年中交流会。

     会议中,各课题组将其研究工作进展进行了详细介绍:

   化学系---刘智攀课题组
1、使用程序: 主要是 SIESTA, 辅助 VASP
2、理论模拟所属范畴: 主要是第一性原理计算,微观原子体系。有涉及分子力场为基础的全局优化,和粗粒化的MC模拟。
3、课题组自有的特色算法、程序:
1)化学反应过渡态的搜索算法,包括全局优化方法。
2)采用基于Poisson-Boltzmann分布的周期性体系的均匀介质溶剂化方法。
4、主要应用领域:
1)表面化学反应过程模拟
2)固液界面,如电化学体系,模拟。
5、目前主要(计算)瓶颈:
1)过渡态搜索算法中,用dimer方法找二阶频率,效率不高。
2)全局优化方法的并行化(是否做parallel tempering),和DFT的结合的效率问题。
3)周期性溶剂化方法的纳米体系模拟。均匀格子的有限差分方法对大体系效率不高。
6、国际上主流方法的比较,优缺点:
1)找过渡态,VASP里面有NEB方法,比较主流,效率不高。
2)固液界面的模拟,有用分子动力学(MD)方法,效率不高。但较PB的好处是有清楚的水层结构。
化学系---王文宁课题组
1、使用程序:NAMD, Gromacs
2、理论模拟所属范畴:基于分子力场的分子动力学模拟,加速采样的分子动力学计算(targeted MD),自由能计算(FEP,adaptive biased force),粗粒化简正模式分析
3、自有程序:normal mode analysis
4、主要应用领域:
1)蛋白质大尺度构象动力学模拟
2)蛋白质-配体相互作用能计算
3)膜蛋白的物质输运和构象变化自由能计算
4)自组装现象
5、目前主要计算瓶颈:
1)自由能计算收敛较慢,对于大体系,多自由度的PMF计算昂贵
2)对于大尺度构象变化和慢速动力学过程仍然缺乏可靠和有效的加速采样方法
6、与其他主流方法对照:
1)副本交换的加速采样方法目前应用比较广泛,但计算很耗资源很慢,只适合小体系;
2)在PMF计算中伞状抽样方法用的较多,但该方法抽样效率不及ABF
物理系---杨中芹课题组 1、使用程序: VASP 和 ATK
2、理论模拟所属范畴: 计算凝聚态物理
3、课题组自有的特色算法、程序:
1)计算Rashba自旋轨道耦合作用的平面波展开方法
4、主要应用领域:材料电子结构计算,电子输运性质研究,自旋轨道耦合效应研究
5、目前主要(计算)瓶颈:
1)将模型计算与第一原理计算结合
2)提高计算的精度
数学科学学院---高卫国课题组
1、理论模拟所属范畴: 线性和非线性特征值问题、高性能数值计算
2、自有的特色算法、程序:
1)代数子结构特征值求解器ASEIG(和LBL科学计算小组合作)
2)并行Poisson-Boltzmann软件包(和刘志攀小组合作)
3)并行有限元求解器FEMKS(和龚新高小组合作)
4) 轨道优化线性标度算法OML(和鄂维南小组合作)
3、主要应用领域:
1)电子结构计算
2)过渡态计算(和刘志攀小组合作,刚开始)
4、目前主要(计算)瓶颈:
1)有限元自适应求解非线性特征值问题效率低
2)线性标度算法的配置问题,赝势、边界条件等物理处理
5、国际上主流方法的比较,优缺点:
1)用原子轨道、增广有限元、DG等方法找基底
2)在计算中修改紧致区域,算法非常麻烦