Projet : NUMATH

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Sous-sections


   
Chimie moléculaire.



Participants : Pierre-Eric Bernard, Olivier Coulaud, Bruno Pinçon.

Résumé :

Les recherches concernent ici le domaine de la chimie moléculaire et plus particulièrement la simulation pour des systèmes biologiques. Trois axes sont développés à savoir
Ces différents projets sont aussi développés en collaboration avec le LCTN et au travers de l'action coopérative SIMBIO.

Potentiel électrostatique

Nous nous intéressons au calcul des champs électrostatiques autour d'une molécule lorsqu'elle est plongée dans un solvant. Le problème est écrit sous la forme d'une équation intégrale et est résolu par une méthode de collocation. Cette année l'accent a été mis sur l'amélioration en vitesse d'exécution et en précision des méthodes intégrales, ainsi que sur la génération de «bons» maillages.

Méthode Intégrale :

Deux codes sont développés sur les mêmes bases à savoir une approximation quadratique de la surface et une approximation linéaire ou quadratique de la solution [[39]]. La différence réside dans les choix des structures de données de façon à étudier leurs influences sur la rapidité ainsi que sur la parallélisation. Nous avons parallélisé un des deux codes à l'aide des directives OpenMP, et obtenons de très bon SpeedUp sur l'ensemble du code entrée/sortie compris. Pour améliorer la rapidité dans la construction de la matrice ainsi que dans le calcul du champ électrique on a introduit des quadratures numériques variables en fonction de la distance. Pour préparer le couplage avec la dynamique moléculaire, une interface C++ a été mis en place au dessus du code Fortran 90.

Maillage :

C'est le point clé pour obtenir de bonnes résolutions. D'une part la collaboration avec le projet Gamma a été intensifiée, d'autre part un effort important a été réalisé pour avoir un code de décimation de surface efficace dans le projet. Cette décimation prend en compte à la fois des critères géométriques et des critères d'interpolation. De bons résultats sont obtenus sur de petites molécules (Rétinal 48 atomes), des améliorations sont en cours pour les grosse molécules comme la Papaïne 3282 atomes ou le Bpti 4112 atomes.

Dynamique moléculaire

Dans le cadre de l'action incitative, nous avons entrepris d'améliorer le code Takakaw développé au sein du projet Apache au dessus d'Athapascan. Le code parallèle est basé sur une décomposition spatiale de l'espace en boîtes, avec plusieurs stratégies d'équilibrage de charge. Le portage sur l'Origin2000 a permis de montrer de nombreux bogues au sein de la bibliothèque de threads Posix de Silicon Graphics. Les résultats obtenus sont supérieurs à ceux du Cray T3E. D'autres fonctionnalités ont été introduites dans le code à savoir l'anti-rotation du centre de masse et une dynamique sous contraintes pour supprimer les hautes fréquences entre les atomes d'hydrogène et les autres. Les algorithmes standards ont été introduit (Gauss-Seidel Newton, SOR Newton), nous avons développé un algorithme de type Gauss-Seidel Bloc Newton,x sa validation est en cours.

Couplage de méthodes

L'objectif est de fournir à l'utilisateur chimiste une méthode de couplage mécanique quantique, dynamique moléculaire et méthode du continuum. Après avoir regarder différents algorithme de couplage, nous avons étudier les différents support informatique pour le couplage PVM, MPI et Corba.

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