Разработка программного комплекса для решения квантовых моделей методом точной диагонализации на распределенных вычислительных системах

Разработка программного комплекса для решения квантовых моделей методом точной диагонализации на распределенных вычислительных системах

Автор: Искаков, Сергей Наильевич

Шифр специальности: 05.13.18

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2010

Место защиты: Екатеринбург

Количество страниц: 112 с. ил.

Артикул: 4896032

Автор: Искаков, Сергей Наильевич

Стоимость: 250 руб.

Разработка программного комплекса для решения квантовых моделей методом точной диагонализации на распределенных вычислительных системах  Разработка программного комплекса для решения квантовых моделей методом точной диагонализации на распределенных вычислительных системах 

Содержание
Список используемых обозначений.
Введение
Глава 1. Моделирование электронной структуры в рамках теории динамического среднего поля.
1.1. Уравнения теории динамического среднего ноля
1.2. Практическая реализация метода точной диагоиализации
матрицы гамильтониана .
1.3. Параллслизация метода точной диагоиализации.
1.4. Выводы к главе
Глава 2. Разработка библиотеки процедур для эффективной реализации метода точной диагоиализации.
2.1. Методика кодировки квантовомеханических состояний . .
2.2. Разработка алгоритма заполнения матрицы гамильтониана
2.3. Формат распределнного хранения данных
2.4. Выводы к главе
Глава 3. Разработка программного комплекса для расчта электронной структуры методом точной диагоиализации
3.1. Решение примесной задачи в рамках теории динамического среднего поля.
3.2. Оценка вклада в собственное состояние системы
3.3. Оценка эффективности программного комплекса.
3.4. Разработка интернет сервиса для проведения расчтов методом точной диагонализации
3.5. Выводы к главе
Глава 4. Применение разработанного комплекса для исследования реальных физических систем
4.1. Учт корреляционных эффектов в рамках метода теории
динамического среднего ПОЛЯ ДЛЯ соединения Зг2ИиО, . .
4.2. Расчт электронной структуры СоП1
4.3. Выводы к главе
Заключение.
Литература


Например, “информационная эра”, в которой мы живем, зародилась на основе полупроводниковых процессоров и технологий магнитной записи, которые успешно развиваются вот уже на протяжении лет [1]. Экспоненциальный рост, как мощности процессоров, так и плотности записи информации стал возможен благодаря способности контролировать свойства материалов даже в атомных масштабах. Наши стандарты и стиль жизни в настоящее время во многом определяются последними открытиями новых материалов и их продолжающимися усовершенствованиями. Наше процветание и благосостояние в будущем будут зависеть от успехов современных исследований материалов следующего поколения и направления инновационной деятельности. Например, прогресс в миниатюризации устройств стал движущей силой для проведения интенсивных исследований наноматериалов, в которых характеристики наиомасштаба определяют соответствующие свойства материалов. Несмотря на то, что развитие квантовой механики открыло дверь в понимании фундаментальных взаимодействий в веществе около -ти лет назад, возможность использовать наше знание для создания материалов и контроля их свойств только сейчас становится реальностью. До настоящего времени решение квантово-механических уравнений было практически невозможно за исключением некоторых простейших случаев. Компьютерное моделирование является инструментом, при помощи которого ученые могут управлять исследованиями передовых материалов и развитием новых высокотехнологичных устройств через фундаментальное понимание свойств материалов, процессов их формирования, взаимодействия в новых комбинациях и оптимизации для лучшего использования. Одним из важнейших достижений современной компьютерной физики является разработка и развитие метода «Теории динамического среднего поля» (ЭМРТ) [2] для решения модели Хаббарда [3, 4], который позволяет описывать системы с сильным электрон-электронным взаимодействием. Эти эффекты возникают, когда ширина зоны проводимости сравнима или меньше силы кулоновского взаимодействия между электронами, находящимися на одном атоме (ионе). К таким системам относятся сложные многокомпонентные материалы на основе соединений переходных, редкоземельных и актиноидных элементов. Эти материалы активно исслсдуются в последние годы вследствие открытия в них явлений высокотемпературной сверхпроводимости, колоссального магнетосо-противления и других интересных свойств, имеющих большие перспективы для практических применений. Основные вычислительные и временные затраты в методе ЭМ КТ приходятся на решение эффективной примесной задачи для модели Андерсона. Наиболее широко используемыми методами се решения являются методы квантового Монте-Карло и точной диагонализации. Данный комплекс позволяет эффективно использовать ресурсы современных вычислительных систем и вести расчеты физических свойств сложных соединений на нескольких сотнях и тысячах процессоров. Ферми. В существующих пакетах программ, решающих задачу ОМБТ, уже предусмотрена возможность применения параллельных вычислений, однако, стремительное развитие современных супер-ЭВМ ставит проблему полного использования их мощностей для решения задач предсказательного моделирования. Задача оптимизации распределения потоков команд и данных на вычислительных системах, состоящих из тысяч процессоров, радикально отличается от параллельных вычислений на кластерах с несколькими десятками ядер. Эта задача не имеет единого универсального решения, притдного для любых пакетов программ и типов вычислительных комплексов. Для каждой супер-ЭВМ необходимо учесть особенности ее архитектуры и соответственно перестроить вычислительный алгоритм для достижения наилучшей эффективности. Разработка подобного вычислительного комплекса и обеспечивает актуальность работы. Впервые в рамках теории динамического среднего поля было . Впервые проведено исследование электронных свойств поверхностной наносистемы Со/Р1(1) в рамках модели Андерсона методом точной диагонализации, которое позволило обнаружить орбитальную поляризацию спектра проводимости.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.328, запросов: 244