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Articulo de referencia

MPMC

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El método Monte Carlo masivamente paralelo ( MPMC ) es un paquete de métodos Monte Carlo diseñado principalmente para simular líquidos, interfaces moleculares y materiales a nanoescala funcionalizados . Fue desarrollado originalmente por Jon Belof y ahora es mantenido por un grupo de investigadores en el Departamento de Química [ 1 ] y el Centro de Investigación de Materiales SMMARTT [ 2 ] en la Universidad del Sur de Florida . [ 3 ] MPMC se ha aplicado a los desafíos de la investigación científica de nanomateriales para energía limpia , secuestro de carbono y detección molecular. Desarrollado para ejecutarse eficientemente en las plataformas de supercomputación más potentes, MPMC puede escalar a un número extremadamente grande de CPU o GPU (con soporte para la arquitectura CUDA de NVidia [ 4 ] ). Desde 2012, MPMC se ha publicado como un proyecto de software de código abierto bajo la Licencia Pública General GNU (GPL) versión 3, y el repositorio está alojado en GitHub .

Historia

MPMC fue escrito originalmente por Jon Belof (entonces en la Universidad del Sur de Florida) en 2007 para aplicaciones en el desarrollo de nanomateriales para el almacenamiento de hidrógeno. [ 5 ] Desde entonces, MPMC se ha publicado como un proyecto de código abierto y se ha ampliado para incluir varios métodos de simulación relevantes para la física estadística. El código ahora es mantenido por un grupo de investigadores (Christian Cioce, Keith McLaughlin, Brant Tudor, Adam Hogan y Brian Space) en el Departamento de Química y el Centro de Investigación de Materiales SMMARTT en la Universidad del Sur de Florida .

Características

MPMC está optimizado para el estudio de interfaces a nanoescala. MPMC admite la simulación de sistemas de Coulomb y Lennard-Jones, polarización de muchos cuerpos, [ 6 ] van der Waals de dipolo acoplado, [ 7 ] estadística rotacional cuántica, [ 8 ] efectos cuánticos semiclasicos, métodos avanzados de muestreo de importancia relevantes para fluidos y numerosas herramientas para el desarrollo de potenciales intermoleculares. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] El código está diseñado para ejecutarse eficientemente en recursos de computación de alto rendimiento , incluida la red de algunas de las supercomputadoras más potentes del mundo disponibles a través del proyecto Extreme Science and Engineering Discovery Environment (XSEDE), apoyado por la National Science Foundation . [ 13 ] [ 14 ]

Aplicaciones

MPMC se ha aplicado a los desafíos científicos del descubrimiento de nanomateriales para aplicaciones de energía limpia, [ 15 ] la captura y el secuestro de dióxido de carbono, [ 16 ] el diseño de materiales organometálicos a medida para la detección de armas químicas, [ 17 ] y los efectos cuánticos en hidrógeno criogénico para la propulsión de naves espaciales. [ 18 ] También se han simulado y publicado los estados sólido, líquido, supercrítico y gaseoso de la materia del nitrógeno (N 2 ) [ 11 ] y del dióxido de carbono (CO 2 ). [ 12 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Universidad del Sur de Florida, Departamento de Química
  2. ↑ "Universidad del Sur de Florida, Centro de Investigación de Materiales SMMARTT" . Archivado del original el 17 de octubre de 2007. Consultado el 1 de septiembre de 2014 .
  3. ↑ "MPMC" . GitHub. 9 de abril de 2015. Consultado el 9 de abril de 2015 .
  4. ↑ Brant Tudor; Brian Space (2013). "Resolviendo el problema de polarización de muchos cuerpos en GPU: aplicación a MOF" . Journal of Computational Science Education . 4 (1): 30– 34. doi : 10.22369/issn.2153-4136/4/1/5 .
  5. ↑ Belof, Jonathan L., Abraham C. Stern, Mohamed Eddaoudi y Brian Space (2007). "Sobre el mecanismo de almacenamiento de hidrógeno en un material de estructura metalorgánica". Journal of the American Chemical Society . 129 (49): 15202– 15210. doi : 10.1021/ja0737164 . PMID 17999501 . {{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  6. ↑ Keith McLaughlin; Christian R. Cioce; Tony Pham; Jonathan L. Belof; Brian Space (2013). "Cálculo eficiente de la electrostática inducida por muchos cuerpos en sistemas moleculares". The Journal of Chemical Physics . 139 (18): 184112. Bibcode : 2013JChPh.139r4112M . doi : 10.1063/1.4829144 . PMID 24320259 . 
  7. ↑ Keith McLaughlin; Christian R. Cioce; Jonathan L. Belof; Brian Space (2012). "Un potencial molecular de H2 para simulaciones heterogéneas que incluyen polarización e interacciones de van der Waals de muchos cuerpos". Journal of Chemical Physics . 136 (19): 194302. Bibcode : 2012JChPh.136s4302M . doi : 10.1063/1.4717705 . PMID 22612090 . 
  8. ↑ Tony Pham; Katherine A. Forrest; Adam Hogan; Keith McLaughlin; Jonathan L. Belof; Juergen Eckert; Brian Space (2014). "Simulaciones de sorción de hidrógeno en rht-MOF-1: identificación de los sitios de unión mediante cálculos explícitos de polarización y rotación cuántica". Journal of Materials Chemistry A . 2 (7): 2088– 2100. doi : 10.1039/C3TA14591C .
  9. ↑ Jonathan L. Belof; Abraham C. Stern y Brian Space (2008). "Un potencial de hidrógeno diatómico intermolecular preciso y transferible para la simulación en fase condensada". Journal of Chemical Theory and Computation . 4 (8): 1332– 1337. doi : 10.1021/ct800155q . PMID 26631708 . 
  10. ↑ Keith McLaughlin; Christian R. Cioce; Jonathan L. Belof y Brian Space (2012). "Un potencial molecular de H2 para simulaciones heterogéneas que incluyen polarización e interacciones de van der Waals de muchos cuerpos". The Journal of Chemical Physics . 136 (19): 194302. Bibcode : 2012JChPh.136s4302M . doi : 10.1063/1.4717705 . PMID 22612090 . 
  11. 1 2 Christian R. Cioce; Keith McLaughlin; Jonathan L. Belof y Brian Space (2013). "Un potencial PHAST N2 polarizable y transferible para su uso en la simulación de materiales". Journal of Chemical Theory and Computation . 9 (12): 5550– 5557. doi : 10.1021/ct400526a . PMID 26592288 . 
  12. 1 2 Ashley L. Mullen; Tony Pham; Katherine A. Forrest; Christian R. Cioce; Keith McLaughlin y Brian Space (2013). "Un potencial de CO2 PHAST polarizable y transferible para la simulación de materiales". Journal of Chemical Theory and Computation . 9 (12): 5421– 5429. doi : 10.1021/ct400549q . PMID 26592280 . 
  13. ↑ XSEDE
  14. ↑ "Acelerando el descubrimiento científico" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 3 de septiembre de 2014.
  15. ↑ Jonathan L. Belof, Abraham C. Stern y Brian Space (2009). "Un modelo predictivo de sorción de hidrógeno para materiales metalorgánicos". The Journal of Physical Chemistry C . 113 (21): 9316– 9320. doi : 10.1021/jp901988e .
  16. ↑ Tony Pham; Katherine A. Forrest; Keith McLaughlin; Brant Tudor; Patrick Nugent; Adam Hogan; Ashley Mullen; Christian R. Cioce; Michael J. Zaworotko; Brian Space (2013). "Investigaciones teóricas de la sorción de CO2 y H2 en un material metalorgánico con pilares cuadrados interpenetrados". The Journal of Physical Chemistry C . 117 (19): 9970– 9982. doi : 10.1021/jp402764s .
  17. ↑ William A. Maza; Carissa M. Vetromile; Chungsik Kim; Xue Xu; X. Peter Zhang y Randy W. Larsen (2013). "Investigación espectroscópica de la asociación no covalente del simulante de agente nervioso diisopropil metilfosfonato (DIMP) con porfirinas de zinc(II)". Journal of Physical Chemistry A . 117 (44): 11308– 11315. Bibcode : 2013JPCA..11711308M . doi : 10.1021/jp405976h . PMID 24093669 . 
  18. ↑ David L. Block y Ali T-Raissi (febrero de 2009). Informe de la NASA: Investigación sobre hidrógeno en universidades de Florida (PDF) (Informe). NASA. NASA/CR2009-215441.
  • Sitio web oficial
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