耗散粒子動力學計算（dissipative particle dynamics, DPD）是一種介于原子尺度與介觀范圍內的模擬方法。該模擬方法應用范圍廣泛,能夠有效探討分子的堆積與分散問題,不但可以涵蓋更多的粒子體系,而且可以研究較長時間內系統(tǒng)粒子的運動行為。但是串行方式的計算機模擬無法有效應對模擬體系不斷增大、體系復雜度不斷增加的狀況。本文簡明扼要地介紹了分子模擬與并行計算的研究背景,較為全面地介紹了耗散粒子動力學模擬的基本理論和計算方法,重點闡述了基于空間域分解的串行模擬程序的并行化算法,并引入了相鄰單元格列表構建和重疊劃分等方法,有效解決了模擬體系中的周期性邊界和作用力截斷距離等問題。最后,借助于MPI對并行算法加以實現(xiàn),并在搭載有SGE （Sun Grid Engine）的高性能集群平臺上完成多種條件下的模擬測試,結果表明并行算法不僅能夠大幅縮短計算時間,而且適用于更大的模擬體系。同時,本文介紹了潤濕現(xiàn)象的背景知識和相關的基本理論,并引入了傳統(tǒng)耗散粒子動力學模擬方法的改進方法——多體耗散粒子動力學模擬方法（many-body dissipative particle dynam... 

【文章來源】：北京化工大學北京市211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 分子模擬研究背景
        1.1.2 并行計算研究背景
    1.2 課題主要研究內容
    1.3 論文的章節(jié)安排
    1.4 本章小結
第二章 耗散粒子動力學模擬
    2.1 背景介紹
    2.2 耗散粒子動力計算
    2.3 串行模擬程序
    2.4 本章小結
第三章 DPD模擬程序并行化
    3.1 作用力與力的作用范圍
    3.2 周期性邊界條件
    3.3 消息傳遞與MPI
        3.3.1 并行編程模式
        3.3.2 MPI基礎
    3.4 空間域分解算法
    3.5 并行化流程
    3.6 本章小結
第四章 實驗與分析
    4.1 實驗實例與參數(shù)選取
        4.1.1 實例特性
        4.1.2 作用參數(shù)
    4.2 實驗平臺
    4.3 SGE作業(yè)腳本和常用命令
    4.4 性能分析
    4.5 本章小結
第五章 潤濕現(xiàn)象的多體耗散粒子動力學模擬
    5.1 引言
    5.2 背景介紹
    5.3 潤濕現(xiàn)象的基本理論
        5.3.1 潤濕現(xiàn)象本質
        5.3.2 表面張力
    5.4 多體耗散粒子動力學模擬方法
    5.5 潤濕現(xiàn)象的多體DPD模擬實驗實例
    5.6 潤濕現(xiàn)象的多體DPD模擬結果
    5.7 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
研究成果及發(fā)表的學術論文
作者和導師簡介
碩士研究生學位論文答辯委員會決議書


【參考文獻】：
期刊論文
[1]P123(PEO20-PPO70-PEO20)嵌段共聚物水溶液物理凝膠化行為的耗散粒子動力學模擬[J]. 趙英,謝宇,呂中元,孫家鍾.  高等學�；瘜W學報. 2009(12)

碩士論文
[1]適用于高性能計算的虛擬機計算資源管理系統(tǒng)[D]. 李勇.華中科技大學 2008
[2]基于MPI的集群系統(tǒng)用戶信息處理[D]. 呂翔.北京化工大學 2007



本文編號：3639760