SAC-CI法を中核とする大規模計算システムの構築と実用化

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07554026
• 研究種目: 試験研究(B)
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 中辻 博 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026211)
• 研究分担者: 中井 浩巳 京都大学, 工学研究科, 助手 (00243056) ; 波田 雅彦 京都大学, 工学研究科, 助教授 (20228480) ; 牛尾 二郎 日立製作所, 中央研究所, 研究員 ; 多田 宰 東芝(株), 研究開発センター, 主任研究員
• キーワード: SAC / SAC-CI法 / 光合成 / 励起状態 / ポルフィリン / ベクトル化 / 高速化 / 量子化学

研究概要

(1)高速化:大型ベクトル計算機の能力、容量を最大限に引き出すようにアルゴリズムの改良、ベクトル化を行った。従来のSAC85プログラムにおいて最も計算時間を要するハミルトニアン行列の計算とその対角化部分を重点的に行った。前者では、従来と全く異なるアルゴリズムを提案し、それを採用することにより5倍程度の加速に成功した。後者では、ベクトル化率の向上により20倍、更に収束性の改善により10倍程度の加速に成功した。また、収束性の改善によりこれまで求まらなかった解も計算できるようになった。これらの成果から現在の制約は計算時間よりもむしろ一時的に保存するデータの取り扱いに移行した。従って、効率的にデータを使用するアルゴリズムを検討する必要があることがわかった。
(2)ワークステーション化:ワークステーションユーザーが急速に増加していることを考慮し、SAC/SAC-CI法のプログラム(SAC85)がUNIX環境で作動するように全てのステップを変更した。その際、入出力ファイルの取り扱いを自動化し、また、計算規模に関係なく一つのモジュールで計算できるようにメモリーアクセスに変更を加えた。
(3)応用計算:(i)オキシヘムポルフィリンの電子構造とデオキシポルフィリンへの移行過程の研究、(ii)光合成中心に存在するMg-ポルフィリンの光励起状態の研究、(iii)フェロセンの励起状態の研究などで満足できる成果をあげた。

研究成果

• [文献書誌] Hiroshi Nakatsuji: "Theoretical Study on the Chemisorption and the Surface Reaction of HCOOH on an Mgo(001)Surface" Surface Science. 336. 232-244 (1995)
• [文献書誌] Masahiko Hada: "Theoretical study on the excitation spectrum and the photofragmentation reaction of Ni(CO)_4" J. Chem. Phys.103. 6993-6998 (1995)
• [文献書誌] Hiromi Nakai: "Electronic mechanism of the surface enhanced Reman scattering" J. Chem. Phys.103. 2286-2294 (1995)
• [文献書誌] Hiromi Nakai: "Theoretical Study on the Phoitochemical Decomposition Reaction of Permanganate Ion, MnO_4-" I. Phys. Chem. 99. 8550-8555 (1995)
• [文献書誌] Hiroshi Nakatsuji: "Collision induced absorption spectra and line broadening of CsRg system(Rg=Xe, Kr, Ar, and Ne)studied by the symmetry adapted cluster-configuration interaction(SAC-CI)method." J. Chem. Phys.102. 6822-6830 (1995)
• [文献書誌] Hiroshi Nakatsuji: "Theoretical Study of the Vacuum Ultraviolet Spectra of SnH_4 and Sn(CH_3)_4" J. Phys. Chem.99. 12501-12506 (1995)
• [文献書誌] Hiroshi Nakatsuji: "Theretical Study of the Transition Energies of the Visible Absorption Spectra of [RhCl_6]^<3-> and [RhCl_5H_2O)]^<2-> Complexes in Aqueous Solution" Bull. Chem. Soc. Jpn.68. 1601-1605 (1995)
• [文献書誌] Hiroshi Nakatsuji: "Theoretical study on the electoronic spectrum of TcO_4^-" Theor. Chim. Acta. 92. 351-359 (1995)