Вычислительные модули Accelrys Materials Studio




НазваниеВычислительные модули Accelrys Materials Studio
страница1/6
Дата публикации23.02.2013
Размер0.86 Mb.
ТипДокументы
shkolnie.ru > Информатика > Документы
  1   2   3   4   5   6
Раздел 3

Программный Комплекс

Accelrys Materials Studio
3.1. Возможности комплекса
Пакет Accelrys Materials Studio (AMS) разработан для специалистов в области вычислительных исследований в химии, материаловедении, нанофизике. Пакет AMS содержит передовые и апробированные методы. Он позволяет решать различные задачи с использованием ЭВМ класса PC. Пакет AMS предоставляет различные инструменты моделирования кристаллических структур и процессов кристаллизации, для исследования свойств полимеров, катализа и т.д. Пакет Accelrys Materials Studio (AMS) позиционируется производителями как один из первых продуктов, позволяющих проводить многомасштабное моделирование в области нанотехнологий. Он содержит более 30 модулей с различными функциональными возможностями. Построение пакета AMS создает дружественный интерфейс для пользователя и предоставляет возможность проводить обмен изучаемыми моделями между различными вычислительными модулями, которые способны проводить расчеты свойств моделируемых структур в рамках квантово-механических, полуэмпирических, параметризованных эмпирических и классических представлений. В рамках пакета AMS рекомендован ряд модулей, дающих возможность представления результатов расчета моделей с точки зрения физических методов исследования образцов (дифракционные методы, метод туннельной микроскопии поверхности и т.д.). Данный пакет является коммерческим продуктом и распространяется только через дистрибьютеров. Последняя версия Accelrys Materials Studio пакета (version 4.3) содержит следующие модули.
Визуализация. Визуализатор (Materials Visualizer – MV) является общей надстройкой над всеми модулями Accelrys Materials Studio (AMS). Эта часть пакета для ознакомления может быть получена по подписке через интернет с сайта www.accelrys.com. Он обладает множеством инструментов, необходимых для графического построения и представления рассчитанных свойств молекул, кристаллических материалов, наноструктур, полимеров и мезомасштабных структур. Возможно управление, изменение, перестройка и анализ моделей. К большинству инструментов MV можно получить доступ через MaterialsScript API, что позволяет пользователю автоматизировать задачи и расширить функциональные возможности. Модуль MV предлагает различные способы представления результатов (графический, табличный, текстовый). Он поддерживает весь диапазон продуктов AMS и является общей надстройкой для обмена данными и обеспечения программной совместимости всей инфраструктуры AMS и инструментов анализа.
^ Вычислительные модули Accelrys Materials Studio


Модуль

Краткое описание

Conformers

Обеспечивает алгоритмы поиска конформационных и связанных свойств объекта, позволяет характеризовать его молекулярную конформацию и гибкость, а также получить геометрические и энергетические свойства.

Morphology

Позволяет предсказывать морфологию строения кристалла. Модуль учитывает предсказание кристаллической формы, анализ стабильности кристаллической поверхности через межмолекулярные взаимодействия в пределах кристаллического блока, влияние добавок, примесей и растворителей. Прикладные области модуля включают анализ фармацевтических препаратов, агрохимикатов, продуктов питания, нефтехимических веществ, цементов и химических продуктов тонкого органического синтеза.

Motif

Рассматривает возможность кристаллизации молекул в различные структуры. Этот инструмент разрабатывался для анализа создания молекулярных кристаллов, обеспечивая качественный и количественный учет топологии водородной связи.

Polymorph

Predictor

Используется для предсказания возможных структур соединений, исходя из состава образующих его молекул и их структуры. Он предназначен для предсказания полиморфизма довольно твердых соединений из молекул, составленных главным образом из углерода, азота, кислорода и водорода. Подход основан на генерации возможных упаковывающих расположений во всех приемлемых пространственных группах и поиска минимума энергии решетки.

Reflex

Моделирует дифракционные спектры для рентгеновского, нейтронного и электронного излучений в методе порошков, основан на моделях прозрачных материалов, помогает интерпретации экспериментальных данных дифракции.

^ Reflex Plus

Предоставляет полный пакет для определения кристаллических структур среды по высококачественным данным порошковой дифракции

^ Reflex QPA

Расширяет функциональность модуля Reflex для количественного фазового анализа, учитывая определение относительной пропорции различных фаз, включая как неорганические, так и органические системы, их смеси, Модуль основан на данных дифракции порошкового метода. Это широко используемый аналитический метод для фазового исследования в различных отраслях промышленности.

X-Cell

Новый, эффективный и легкий в использовании алгоритм идентификации среды. В дополнение к высококачественным порошковым данным дифракции, полученным из рентгеновских, нейтронных или электронных источников излучения, модуль X-Cell использует экстинкцию специфической процедуры дихотомии для составления списка всех возможных типов элементарной ячейки.

^ Amorphous Cell

Набор вычислительных алгоритмов, которые позволяют создавать модели сложных аморфных систем и предсказывать их ключевые свойства. Исследуя соотношение между структурой системы и ее свойствами, возможно получение данных о важных молекулярных особенностях, что позволяет проектировать новые составы. Среди анализируемых свойств: плотность энергии когезии, уравнения состояния, цепи упаковки и цепные перемещения.

Blends

Предсказывает диаграммы состояния и параметры взаимодействия систем жидкость-жид-кость, полимер-полимер и полимерных смесей с целью изучения влияния структурных факторов, воздействующих на поведение смесей и составов. Модуль включает вычисление свободной энергии смешивания двух полимеров, получения бинодали (кривой сосуществования двух фаз) и кривой спинодали при смешивании двух жидких кристаллов, определение адгезионной прочности новой эпоксигруппы на углероде и изучение проблем расслаивания в многослойном материале как функция температуры. Модуль помогает исследованию совместимости смесей полимеров и добавок, работы составов, влияния растворителя на полимеры, полимерного прилипания, разделения и равновесия фаз и технологии разделения.

Equilibria

Основан на алгоритме Монте-Карло для ансамблей Гиббса, программа для определения диаграмм состояния одно-, двух- и трехкомпонентных молекулярных систем, включает NERD силовое поле для кулоновского взаимодействия и взаимодействия с параметрами, характерными для органических групп.

COMPASS

Предназначен для моделирования и оптимизации конденсированных фаз с молекулярными потенциалами. В программе силовое поле параметризовано первоначально, исходя из данных, полученных из первых принципов, и в последующем подправлено данными для конденсированной фазы и изолированных молекул. Таким образом, это силовое поле достаточно точно и одновременно предсказывает структурные, конформационные, вибрационные, и теплофизические свойства широкого круга изолированных молекул и конденсированных фаз в широких пределах изменения температуры и давления.

Discover

Предложен как метод атомистического моделирования, который может быть применен к молекулам и материалам. Атомистическое моделирование помогает исследованию в таких областях, как катализ, разделение, кристаллизация, и полимеризация. Это объясняется связью между структурой и поведением молекул, ключевой ролью межмолекулярных взаимодействий. Программа предсказывает важные свойства твердых частиц, жидкостей, и газов.

DPD

Является современным мезомасштабным методом моделирования для исследования сложных жидкостей. Такие жидкости используют для промышленного получения красок, фармацевтических и косметических препаратов. DPD обеспечивает вычисление структурных и динамических свойств жидкостей в равновесии, при движении ее в ограниченных, узких полостями матрицы.

Forcite

Метод молекулярной механики для вычисления энергии и оптимизации геометрии молекул и периодических систем. Вычисления Forcite строго соблюдают любую кристаллическую симметрию. Поддержанные силовые поля – COMPASS, CVFF, PCFF, Dreiding и Universal.

^ Forcite Plus

Является расширением классического модуля моделирования Forcite, совмещает молекулярную динамику и средства анализа. Расчеты позволяют предсказать диффузионную способность, локальные структуры, изменения плотности и дипольные автокорреляционные функционалы.

GULP

Использует методы большого числа силовых полей, включая модель оболочек для ионных систем, метод добавленного атома для металлов, потенциалы различных порядков связей для полупроводников и углеродных нанотрубок и других ковалентных систем. Кроме оптимизации и динамики GULP может вычислять ряд свойств систем, включая механические, электрические, решеточные и термодинамические. Может использоваться для расчетов молекул, кластеров, поверхности кластеров и сплошного твердого тела.

MesoDyn

Динамический метод моделирования для изучения длинномерных сложных систем жидкостей во времени, включая полимерные, расплавы и смеси. Модуль получил широкое признание в литературе и коммерческих кругах как научный алгоритм, нацеленный на объяснение поведения мезомасштабных структур и кинетики, важных для промышленности.

Mesotek

Моделирует неоднородные полимеры, способен рассчитывать свойства систем с мобильными твердыми включениями.

Synthia

Вычисляет свойства полимеров, используя некоторые количественные зависимости свойства структуры (QSPRs), что позволяет быстро проводить отбор полимеров в широких пределах изменения свойств и предсказать свойства сополимерных смесей.

Adsorption

Locator

Помогает найти самые устойчивые адсорбционные участки для широкого диапазона материалов, включая цеолиты, углеродные нанотрубки, силикагели и активизированный углерод, например. Возможно моделирование субстрата, загруженного адсорбированным веществом (молекулярные газы или жидкости) или смесью адсорбированного вещества. Приложение разработано для поиска адсорбционных участков с низкими энергиями как для периодических, так и для непериодических субстратов.

CASTEP

Основан на квантово-механических представлениях и использует теорию функционала плотности (DFT). Программа CASTEP позволяет моделировать и вычислять свойства кластеров, твердых частиц, границ блоков, поверхностей и периодических структур для широкого круга материалов, включая керамику, полупроводники и металлы. Вычисления из первых принципов позволяют исследовать природу и происхождение электронных, оптических и структурных свойств системы без подгоночных параметров, используя только номера атомов, составляющих систему.

^ NMR CASTEP

Позволяет предсказывать ключевые свойства для ядерного магнитного резонанса молекул и материалов твердого состояния из первых принципов. Модуль, основанный на теории функционала плотности (DFT), обеспечивает средство вычисления химического сдвига NMR и тензора градиента электрического поля с высокой точностью. Метод может быть использован для вычисления NMR сдвигов молекул, твердых частиц, внутренних границ и поверхностей различных материалов, включая органические молекулы, керамику, и полупроводники.

DMol3

Совмещает высокую скорость расчетов с использованием квантово-механических методов для предсказания свойств материалов. Этот модуль чрезвычайно универсален и может быть применен для исследования проблем химии, материаловедения, химической технологии, физики твердого состояния, нанотехнологии.


ONETEP

Позволяет использовать метод теории функционала плотности (DFT) для очень больших систем (> 500 атомов). ONETEP – линейный кодекс DFT масштабирования, таким образом, время, требуемое для вычисления, увеличивается лишь линейно с числом атомов. Благодаря этому уникальному масштабированию программа может адаптироваться к большим системам (комплексным соединениям, лигандам белка, нанокластерам, границам зерен), что ранее было невозможно использовать.

QMERA

Использует метод QM/MM силового поля, который обычно применяется для больших систем и является более грубым приближением, чем силовое поле, полученное квантово-механическими методами, но требует меньших временных затрат.

Sorption

Обеспечивает средство предсказания фундаментальных свойств, необходимых для исследования параметров и локализации адсорбции, таких, как изотермы сорбции и константы Генри.

VAMP

Основан на методах молекулярных орбиталей в полуэмпирическом приближении и предназначен для молекулярных органических и неорганических систем. VAMP – идеальный промежуточный вариант расчетов между методом силового поля и методами из первых принципов. Может быстро вычислить многие физические и химические молекулярные свойства. Для ускорения расчетов VAMP оптимизирован методом численной аппроксимацией параметрических функций.

QSAR

Предназначен для работы с химикатами и материалами, позволяет идентифицировать составы с опти-мальными физико-химическими свойствами.

QSAR Plus

Позволяет в рамках возможностей модуля DMol3 вычислять реакционную способность и энергию. Включена возможность использования нейронных сетей, что позволяет строить нелинейные модели.

^ Materials Studio

User Interface to

Gaussian

Позволяет использовать широкий диапазон алгоритмов, содержащихся в программном комплексе GAUSSIAN. Через графический интерфейс AMS можно использовать квантово-механические методы моделирования систем из первых принципов, включая метод Хартри-Фока, функционала плотности и методы, учитывающие корреляцию электронов MP2, CCSD и G3.


В данном разделе приведено описание основных возможностей интерфейса только модулей Castep и DMol3, использующих квантово-механический подход (методы теории функционала плотности) к периодическим и изолированным системам.
^ 3.2. Интерфейс модуля CASTEP
CASTEP существует с 1991 года. Он постоянно перерабатывается и совершенствуется. На пользовательском уровне принцип работы остается неизменным. Для выполнения вычисления необходимо наличие различных одноименных файлов входных данных. Характерные входные файлы содержатся в одном каталоге. На пользовательском уровне MS представляет собой систему, оперирующую файлами различного типа. Однократное вычисление в рамках выбранного модуля представляется каталогом, содержащим различные виды файлов. Это файлы модуля и общие файлы.

Входные файлы модуля содержат всю информацию о моделируемой системе и параметры моделирования. Входными файлами для модуля CASTEP являются файлы .cell и .param. В основном входные файлы создаются и изменяются посредством интерфейса MS, однако при недостатке его функциональности отредактировать файлы можно вручную. Следует помнить, что CASTEP реализован как один из множества модулей в рамках интерфейса MS, поэтому не все параметры, доступные для регулирования предлагаемым инструментарием, используются при вычислении в модуле CASTEP.

Выходные файлы модуля содержат результаты вычислений. Типов выходных файлов для модуля CASTEP множество, например, .castep содержит итоговый отчет о вычислении.

Общие для всех модулей файлы нужны для переноса данных между модулями. Они дублируют часть информации, находящейся в файлах модуля, в виде, доступном другим модулям. Они содержат общую информацию о системе, например, файлы .xsd содержит геометрическую структуру и элементный состав.
  1   2   3   4   5   6

Похожие:

Вычислительные модули Accelrys Materials Studio iconФайл ReadMe для Pinnacle Studio и Studio Plus версии 10. 6
Поздравляем! Теперь вы можете создавать видеофильмы профессионального качества. В случае возникновения неполадок при работе с программой...
Вычислительные модули Accelrys Materials Studio iconPinnacle – подразделение компании Avid
Поздравляем! Вы получили возможность создавать видеофильмы профессионального качества. В случае возникновения неполадок при работе...
Вычислительные модули Accelrys Materials Studio iconУчебно-методический комплекс по дисциплине вычислительные системы, сети и
Архитектурные особенности и организация функционирования вычислительных машин различных классов: многомашинные и многопроцессорные...
Вычислительные модули Accelrys Materials Studio iconРуководство по эксплуатации 3107 рэ
Настоящее руководство по эксплуатации (РЭ) распространяется на модули ввода-вывода Метран-970 (далее по тексту модули) и предназначено...
Вычислительные модули Accelrys Materials Studio iconУчебно-методический комплекс по дисциплине вычислительные системы,...
Архитектурные особенности и организация функционирования вычислительных машин различных классов: многомашинные и многопроцессорные...
Вычислительные модули Accelrys Materials Studio iconEmbarcadero Technologies представила новую версию Embarcadero er/Studio
Все эти новые черты, наряду со средствами интеграции данных и моделирования структур корпоративного масштаба, делают er/Studio 0...
Вычислительные модули Accelrys Materials Studio iconЧто такое Embarcadero rad studio xe?
В состав rad studio входят продукты Delphi®, C++Builder®, Delphi Prism™ и Radphp™, предоставляющие все необходимое для быстрого создания...
Вычислительные модули Accelrys Materials Studio icon"Momentive Performance Materials: кремнийорганические резины для кабельной изоляции"
Тема конференции: "Momentive Performance Materials: кремнийорганические резины для кабельной изоляции"
Вычислительные модули Accelrys Materials Studio iconМера Вход Модули К, ип. Анализ. Выход Понятия
Е) = kE (1/2k): (N)r определить, является ли мерой данная вещественная функция
Вычислительные модули Accelrys Materials Studio iconНапример engine/menu меню сайта, materials/news новости. Допустимы...
В проекте используется собственный язык для хранения шаблонов основных компонентов сайта (форм, таблиц) и их функциональности
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2014
shkolnie.ru
Главная страница