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Dynamics of Condensed Matter (DCM)
Prof. Dr. Thomas D. Kühne
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Beiträge zu bekannten Software-Paketen

  •  CP2K - Software für Quantenchemie und Festkörperphysik[1]
  •  i-PI - Anwendung für ab-initio PIMD-Simulationen[2]

Im AK Kühne entwickelte Implementierungen

  • RPMD_Mainz - Ein kleines Open-Source-Softwarepaket zur Durchführung von Quanten- und klassischen MD-Simulationen verschiedener Wasserisotope. Gängige Wassermodelle wie TPSS-D3, SPC/F, SPCFW, TIP3P/FS, QSPCFW, Scott Habershon Potential, TIP4P/05 starr und TIP4P/flexibel sind bereits enthalten und getestet worden[3-5]. Dieses Paket kann auch Berechnungen einiger grundlegender statischer und dynamischer Eigenschaften durchführen.
  • Neural Network Variational Monte Carlo (NNVMC) - Eine C++-Bibliothek, die für variationale Monte-Carlo-Simulationen vieler Körpersysteme entwickelt wurde, wobei Feed-Forward-Neuronale Netze als Versuchswellenfunktionen verwendet werden. Diese Bibliothek wurde aus unseren eigenen Bibliotheken Variational Monte Carlo[6] und Neuronalen Netze aufgebaut. Der Hauptvorteil dieser Bibliothek besteht darin, dass sie auf größere Systeme, komplexe Hamilton-Funktionen oder immer dann angewendet werden kann, wenn flexible Versuchsfunktionen erforderlich sind[7].
  • Submatrix Method -  Eine C/MPI-Implementierung der Submatrix-Methode zur Berechnung einer approximativen Inverse von Matrizen sowie ihrer inversen p-ten Wurzeln[8].
  • SFG-spectra-tool -Ein C++/MPI-Programm zur schnellen Berechnung des Summen-Frequenz-Spektrums für größere wässrige Systeme[5]. In dem Programm wird das Spektrum auf der Grundlage des von T. Ohto und Mitarbeitern entwickelten Formalismus der oberflächenspezifischen Geschwindigkeit-Geschwindigkeits-Zeit-Korrelationsfunktion berechnet[9]. Der Formalismus wurde zur Untersuchung zeitabhängiger Phänomene[10] und begrenzter Systeme weiter ausgebaut.
  •  FFTFPGA - Eine OpenCL-Bibliothek zur Berechnung von 1D-, 2D- und 3D-Fast-Fourier-Transformationen auf FPGAs. Die API dieser Bibliothek wurde in CP2K als optionales Backend für die Berechnung von Plane Wave FFT-Berechnungen integriert. Sie wurde für Intel Arria 10 GX 1150 und Stratix 10 GX 2800 FPGAs mit FFT-Größen bis zu 2563[11] getestet.

Referenzen

[1] Kühne et al., J. Chem. Phys. 152, 194103 (2020).
[2] Kapil et al., Comp. Phys. Comm. 236, 214–223 (2018).
[3] T. Spura, C. John, S. Habershon and T. D. Kühne, Mol. Phys. 113, 808 (2015).
[4] D. Ojha, A. Henao and T. D. Kühne, J. Chem. Phys. 148, 102328 (2018).
[5] N. K. Kaliannan, A. Henao, H. Wiebeler, F. Zysk, T. Ohto, Y. Nagata and T. D. Kühne, Mol. Phys. 118, 1620358 (2019).
[6] F. Calcavecchia and T. D. Kühne, Zeitschrift für Naturforschung A 73, 845 (2018).
[7] J. Kessler, F. Calcavecchia and T. D. Kühne, arXiv:1904.10251 (2019).
[8] M. Lass, S. Mohr, H. Wiebeler, T. D. Kühne, C. Plessl, arXiv:1710.10899 (2017).
[9] T. Ohto, K. Usui, T. Hasegawa, M. Bonn and Y. Nagata, J. Chem. Phys. 143, 12470 (2015).
[10] D. Ojha, N. K. Kaliannan, and T. D. Kühne, Commun. Chem. 2, 116 (2019).
[11] A. Ramaswami, T. Kenter, T. D. Kühne and C. Plessl, arXiv:2006.08435 (2020).

Gruppenleitung

Prof. Dr. Thomas Kühne

Theoretische Chemie - Arbeitskreis Kühne

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