Ресурсы по вычислительной физике\Кафедра вычислительной физики - Казанский (Приволжский) федеральный университет

$Портал КФУ \ Образование \ Институт физики \ Структура \ Кафедры \ Кафедра вычислительной физики \ Ресурсы по вычислительной физике$

Ресурсы по вычислительной физике

Вычислительные пакеты и программы по компьютерному моделированию и визуализации физических систем и процессов

	LAMMPS – вычислительный пакет по моделированию атомно-молекулярной динамики, разработанный и бесплатно распространяющийся Сандийскими национальными лабораториями (Sandia National Laboratories) Министерства энергетики США. Позволяет проводить крупномасштабные молекулярно-динамические расчеты, как на отдельных процессорах, так и на нескольких с использованием алгоритмов распараллеливания. База данных пакета LAMMPS содержит большое разнообразие потенциалов межчастичного взаимодействия, в том числе для твердых материалов (металлов, полупроводников) и мягких систем (биомолекул, полимеров), крупнозернистых или мезоскопических систем. Для скачивания и установки пакета LAMMPS можно воспользоваться ссылкой. Скомпилированные файлы (формата exe) пакета LAMMPS можно скачать перейдя по ссылке.
	VASP (Vienna Ab initio Simulation Package) – вычислительный пакет по компьютерному моделированию атомарной динамики, основанный на алгоритмах ab-initio (моделирование из первых принципов). Разработка и усовершенствование пакета осуществляется кафедрой теоретической физики VASP Group (Вена, Австрия).
	Potfit – вычислительный пакет по генерации эффективных потенциалов для межатомарных и межмолекулярных взаимодействий на основе данных первопринципных квантово-химических расчетов. Пакет является достаточно гибким и адаптивным к различным системам, что позволяет осуществлять крупномасштабное моделирование атомарно-молекулярной динамики материалов с физически обоснованными потенциалами. В частности, данный пакет позволяет конструировать эмпирические потенциалы межчастичного взаимодействия (например, парные, EAM и MEAM-типа, Стиллинжера-Вебера) с помощью метода силового согласования (force matching method). Подробная информация о вычислительном пакете potfit дается в работе [P. Brommer et al., Mater. Sci. Eng. 23(7), 074002 (2015)] Для скачивания и установки вычислительного пакета можно воспользоваться ссылкой.
	VMD (Visual Molecular Dynamics) – программа, предназначенная для визуализации и анализа свойств физических, химических, биологических систем. Программа разработана американским университетом штата Иллиноис (University of Illinois at Urbana-Champaing). Для скачивания и установки программы VMD можно воспользоваться ссылкой.
	OVITO (The Open Visualization Tool) - современное научное программное обеспечение для визуализации и анализа результатов моделирования молекулярной динамики. Программа разработана профессором Александром Стуковски (Дармштадтский технический университет, Германия) и свободно доступна для всех основных платформ по лицензии с исходным кодом. OVITO имеет интуитивно понятный и удобный интерфейс, а также снабжен широким набором инструментов для научных исследований. По сравнению с другими известными средствами визуализации, OVITO отличается высокой скоростью обработки данных.
	CCP5 (Collaborative Computational Project) – научно-исследовательское сообщество, разрабатываемое вычислительные пакеты и программные приложения для компьютерного моделирования материалов с конденсированной фазой на масштабах, простирающихся от атомистических до мезоскопических уровней. CCP5 поддерживает широкий спектр методов моделирования, таких как молекулярная динамика, Monte-Carlo, решетка Boltzmann и динамика диссипативных частиц и т. д. Разработка программного обеспечения осуществляется ведущим мировым исследовательским центром STFC Darebury Laboratory, специализирующемся на создании и тестировании передовых вычислительных методологий.
	ITAP/IMD – гибкий и модульный программный пакет для моделирования классической молекулярной динамики, поддерживающий несколько типов межчастичных взаимодействий, среди которых простые парные потенциалы для модельных систем, потенциалы EAM-типа для металлов, потенциалы Стиллинджера-Вебера и Терсофа для ковалентных систем. Пакет позволяет выбрать различные варианты моделирования, различные термодинамические ансамбли, моделировать сдвиги и деформации образцов и др. При этом нет ограничений на количество типов частиц. Пакет IMD работает эффективно как на однопроцессорных компьютерах, так и на суперкомпьютерах, поддерживающих параллельные алгоритмы со стандартной библиотекой MPI.
	Tinker - программное обеспечение для молекулярного моделирования. В коде Tinker реализована возможность использования силовых полей для биополимеров, таких как Amber (ff94, ff96, ff98, ff99, ff99SB), CHARMM (19, 22, 22 / CMAP), Allinger MM (MM2-1991 и MM3-2000) , OPLS (OPLS-UA, OPLS-AA) и другие.
	Quantum-Espresso - представляет собой интегрированный набор компьютерных программ с открытым исходным кодом для расчетов электронной структуры и моделирования материалов на наномасштабах. Он основан на теории функционала плотности, плоских волнах и псевдопотенциалах.
	Siesta - это программный комплекс для эффективного расчета электронной структуры и моделирования молекулярной динамики молекул и твердых тел. Эффективность SIESTA связана с использованием строго локализованных базовых наборов и от реализации алгоритмов линейного масштабирования, которые могут быть применены к любым системам. Программный пакет SIESTA используется исследователями в области геонаук, биологии и химии, физики конденсированного состояния и материаловедения.
	AtomEye – программа, предназначенная для визуализации и анализа данных атомно-молекулярного моделирования. Программа разработана Ju Li - сотрудником отдела материаловедения и инженерии, Университет штата Огайо, Колумбус, США. Для скачивания и установки программы AtomEye можно воспользоваться ссылкой
	Atomicrex - универсальный инструмент для построения атомистических моделей, написанный на Python и C++. Поддерживается множество оптимизационных алгоритмов с различными критериями сходимости. Позволяет разрабатывать множество моделей, описывающие свойство как функцию атомной/атомоподобной конфигурации, которое может быть скалярным или векторным и может представлять собой энергии или силы. Разработан коллективом ученых Чалмерского технического университета, Швеция. Доступен на Linux по лицензии с открытым исходным кодом.
	ASE (Atomic Simulation Enviroment) - набор инструментов и модулей Python для подготовки, визуализации и анализа атомистического моделирования. Поддеривает больше 30 различных пакетов, среди которых VASP, Gaussian, LAMMPS, Quantum Espresso. Разработан интернациональным коллективом учёных из США, Германии, Испании, Дании, Швеции, Швейцарии, Норвегии. Доступен на всех платформах по лицензии с открытым исходным кодом.

Базы данных и библиотеки со справочными данными, которые могут быть использованы при исследовании структуры и физических свойств систем методами компьютерного моделирования

	Waseda Database: Экспериментальные значения структурного фактора, функции радиального распределения и других характеристик, рассчитанные профессором Йошио Васеда (Yoshio Waseda) из Института многодисциплинарных исследований для передовых материалов, Сендай, Япония [Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Sendai, Japan] для жидких металлов и их сплавов при различных температурах.
	Interatomic Potentials Repository: Периодически обновляемое хранилище потенциалов межчастичного взаимодействия для неметаллических систем, щелочных металлов, однокомпонентных металлов, бинарных и тернарных сплавов. Хранилище создано при поддержке Национального института стандартов и технологий Министерства торговли США.
	Kaye and Laby: Cайт Национальной физической лаборатории Великобритании (National Physical Laboratory), где приведена справочная информация о единицах измерения различных величин, а также таблицы физических и химических константах.

Поисковые системы научной информации

	Dimensions: Полный набор связанных баз данных на одной платформе; от грантов, публикаций и клинических испытаний до патентов и программных документов. Dimensions отображает весь жизненный цикл исследования и позволяет следить за исследованиями от финансирования до получения результатов.
	Microsoft Academic: Поисковая система, объединяющая более 220 миллионов публикаций, 240 миллионов авторов и более 25 тысяч Институтов. Microsoft Academic использует достижения в области машинного обучения для поиска научной информации.
	BASE: Одна из самых объемных поисковых систем в мире для академических веб-ресурсов, предоставляющая более 150 миллионов документов из более чем 7000 источников, а также позволяющая получить доступ к полным текстам около 60% проиндексированных документов (открытый доступ). BASE управляется Университетской библиотекой Билефельда.
	Semantic Scholar: Поисковая система помогает исследователям быстро находить лучшие академические публикации. Движок системы анализирует публикации и выделяет важные функции, используя методы машинного обучения.
	Google Scholar: Предоставляет простой способ широкого поиска научной литературы по многим дисциплинам и источникам: статьям, тезисам, книгам, рефератам и судебным заключениям от академических издательств, профессиональных сообществ, онлайн-хранилищ, университетов и других веб-сайтов.