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2007 年度 実績報告書

大規模分散処理に適したマルチ分子オブジェクト法による分子計算技術の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17300094
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

後藤 仁志  豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (60282042)

研究分担者 関野 秀男  豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40335104)
墨 智成  豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40345955)
市川 周一  豊橋技術科学大学, 工学部, 准教授 (70262855)
キーワード計算化学 / 分子性結晶シミュレーション / 結晶多形 / 電荷平衡法 / 密度汎関数理論(DFT) / 並列分散処理技術 / 不均一計算クラスター / マルチコア / マルチスレッド
研究概要

本研究は大きく分けて(1)マルチ分子オブジェクト法のための分子計算プラットフォームの構築,(2)階層化分子シミュレーションのための分子計算技術の開発,(3)不均一計算タスクの負荷分散アルゴリズムの開発,の3つの部分からなる。それぞれに関する研究実績の概要を以下に示す。
(1)では,マルチ分子オブジェクト法による並列化効率と計算精度の向上を目指し,大規模系の結晶シミュレーション技術の開発を行った。その結果,分子間相互作用エネルギー和で14桁までの精度保障を実現すると伴に,14億原子で構成された直径0.1μmもの分子性結晶計算に成功した。また,実用化レベルで結晶多形間の相転移シミュレーションによる熱力学解析法の開発に成功した。
(2)では,マルチウェーブレット基底を用いたTDHF/TDDFT時間依存シュレディンガー方程式の解法や超分極率の算定法などの開発を行なった。これらは,現時点では大規模系への適用は容易ではないが,今後,不均一系に対する密度汎関数理論の開発へ展開することが大いに期待できる結果となった。(3)では,分子シミュレーションの計算タスクに対して演算性能が不十分なヘテロ分散計算環境では,実践的な負荷分散アルゴリズムは困難であることが分かった。そこで,分子シミュレーションに利用されることが多いマルチコアCPUをクラスター化したヘテロ分散環境を想定し,マルチコア/マルチスレッドシステムの負荷分散アルゴリズムの開発に着手した。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (19件)

  • [雑誌論文] A Self-Consistent Density-Functional Approach for Homogeneous and Inhomogeneous Classical Fluids2008

    • 著者名/発表者名
      Tomonari Sumi and Hideo Sekino
    • 雑誌名

      The Journal of the Physical Society of Japan 77

      ページ: 034605

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metal-nonmetal transition in dense fluid hydrogen2008

    • 著者名/発表者名
      Tomonari Sumi and Hideo Sekino
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 128

      ページ: 044712

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parallelization of Crystal Calculation for Large-Scale Molecular Crystal Structure Analysis2008

    • 著者名/発表者名
      Shigeaki Obata and Hitoshi Goto
    • 雑誌名

      Joumal of Computer Aided Chemistry 9

      ページ: 8-16

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Next Generation Quantum Chemistry for Large Bio-Molecules2007

    • 著者名/発表者名
      Hideo sekino
    • 雑誌名

      Journal of Computer Chemistry, Japan 6

      ページ: 167-172

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Behavior of apolymer chain immersed in a binary mixture of solvents2007

    • 著者名/発表者名
      Tomonari Sumi and Hideo sekino
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 127

      ページ: 164904

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Integral equation study of hydrophobic interaction:A comparison between the simple point charge model for water and a Lennard-Jones model for solvent2007

    • 著者名/発表者名
      Tomonari Sumiand Hideo sekino
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 126

      ページ: 144508

    • 査読あり
  • [学会発表] Towards the electric conductance evaluation of non-equilibrum Green's functionmethod2008

    • 著者名/発表者名
      Hideo Sekino
    • 学会等名
      領域横断シンポジウムCREST Symposium on Theories and Simulations for Charge Migration and Chemical Reactions at Nano-Scale Interfaces」
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2008-01-30
  • [学会発表] 水滴モデルによるDPCミセルの分子動力学シミュレーション2007

    • 著者名/発表者名
      長井昭太朗、大田一男、後藤仁志
    • 学会等名
      第21回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      金沢歌劇座
    • 年月日
      2007-11-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] 溶媒効果を考慮した電荷平衡法:有効Born半径の検証2007

    • 著者名/発表者名
      中山 尚史、後藤 仁志
    • 学会等名
      第30回情報化学討論会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2007-11-15
  • [学会発表] マルチウェーブレットを用いた時間依存シュレディンガー方程式の解法2007

    • 著者名/発表者名
      濱田 信次、関野 秀男
    • 学会等名
      第1回ウェーブレット変換およびその応用に関するワークショップ
    • 発表場所
      豊橋技術科学大学
    • 年月日
      2007-10-25
  • [学会発表] マルチウェーブレット基底による非線形応答物性算定2007

    • 著者名/発表者名
      加藤 哲也、前田 康行、柳 井毅、ロバート・ハリソン、関野 秀男
    • 学会等名
      第1回ウェーブレット変換およびその応用に関するワークショップ
    • 発表場所
      豊橋技術科学大学
    • 年月日
      2007-10-25
  • [学会発表] Vibrational dynamics analysis for crystal of HIV-1 protease by using normal mode analysis2007

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Goto
    • 学会等名
      CBI学会2007年大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2007-10-04
  • [学会発表] A dynamically adaptive refinement in muliresolution multiwavelet basis for dynamical quantum wavefunctions2007

    • 著者名/発表者名
      Hideo Sekino
    • 学会等名
      International Conference of Computational Methods in Sciences and Engineering 2007
    • 発表場所
      Corfu,Greece
    • 年月日
      2007-09-29
  • [学会発表] 不均一系の密度汎関数理論の開発と応用2007

    • 著者名/発表者名
      墨 智成、 関野 秀男
    • 学会等名
      日本物理学会第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-23
  • [学会発表] 理論計算によるNMR-^2J_<C,H>を用いたアミノ糖の立体配座解析2007

    • 著者名/発表者名
      松原 正陽、及川 雅人、後藤 仁志
    • 学会等名
      第49回天然有機化学討論会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2007-09-20
  • [学会発表] 結晶多形解析のための並列結晶計算法の開発2007

    • 著者名/発表者名
      小畑繁昭、中山尚史、鎌倉寿行、後藤仁志
    • 学会等名
      第1回分子科学討論会2007仙台
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2007-09-19
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] 分子性結晶のための電荷平衡法の開発2007

    • 著者名/発表者名
      中山 尚史、小畑 繁昭、後藤 仁志
    • 学会等名
      第1回分子科学討論会2007仙台
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2007-09-19
  • [学会発表] 密度汎関数理論における長距離相互作用再訪2007

    • 著者名/発表者名
      関野秀男
    • 学会等名
      第1回分子科学討論会2007仙台
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2007-09-18
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] New assignment of parameters for charge equilibration approach2007

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Nakayama, Hitoshi Goto
    • 学会等名
      American Chemical Society 234th National Meeting & Exposition
    • 発表場所
      Boston Convention & Exhibition Center
    • 年月日
      2007-08-19
  • [学会発表] Time Dependent Simulation with Multi-resolution Multi-wavelet basis sets2007

    • 著者名/発表者名
      Hideo Sekino, Shinji Hamada
    • 学会等名
      Frontiers in Computational Science of Nanoscale Transport 2007
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2007-06-07
  • [学会発表] 結合分極を考慮したNQEqパラメータの新規決定手法2007

    • 著者名/発表者名
      中山 尚史、後藤 仁志
    • 学会等名
      日本コンピュータ化学会2007春季年会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2007-05-25
  • [学会発表] 水素結合の異方性を考慮した分子間ポテンシャルの構築2007

    • 著者名/発表者名
      川上 俊介、小畑 繁昭、後藤 仁志
    • 学会等名
      日本コンピュータ化学会2007春季年会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2007-05-25
  • [学会発表] 複素型双直行スプラインウェーブレット基底による時間依存シュレーディンガー方程式解法2007

    • 著者名/発表者名
      関野秀男、佐野直樹
    • 学会等名
      第10回理論化学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2007-05-15
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] ウェーブレットを用いたTDHF/TDDFT実時間シミュレーション2007

    • 著者名/発表者名
      濱田 信次、関野 秀男
    • 学会等名
      第10回理論化学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2007-05-15
  • [学会発表] マルチウェーブレット基底による超分極率の算定2007

    • 著者名/発表者名
      加藤 哲也、前田 康行、柳 井毅、R.J.Harrison、関野 秀男
    • 学会等名
      第10回理論化学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2007-05-14

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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