Modeling of the nanostructural defects by implementation of Molecular Statics method for heterogeneous hardware architectures

• Autorzy: Rauch, Ł. , Bachniak, D.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie defektów strukturalnych w skali nano metodami dynamiki molekularnej z wykorzystaniem heterogenicznych architektur sprzętowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Dynamic development of heterogeneous hardware architectures and the increasing range of their practical applications in recent years influenced not only visualization procedures but also design and implementation of algorithms used in numerical simulations. This paper presents a part of the work on creation of multiscale approach focused on simulations of nanostructural defects in metallic materials. Two aspects are analysed within the paper i.e. qualitative (reliable simulation of interactions between nano particles on the basis of Lenard-Jones and Sutton-Chen potentials) and quantitative (comparison of performance and scalability for different devices). The results obtained for both aspects are presented in the paper and discussed in details.

PL

Dynamiczny rozwój innowacyjnych architektur sprzętowych powoduje, iż coraz częściej są one stosowane do celów innych niż pierwotnie były zaprojektowane. Artykuł przedstawia krótki przegląd takich architektur heterogenicznych oraz szczegóły dedykowanej dla tych urządzeń implementacji metody statyki molekularnej. Wiarygodność metody została sprawdzona dla symulacji defektów nanostrukturalnych materiałów metalicznych z wykorzystaniem potencjałów Lenarda-Jonesa i Suttona- Chena. Dlatego w pracy przedstawione zostały zarówno jakościowe jak i ilościowe wyniki wykonanych obliczeń. Rezultaty jakościowe obejmują symulacje defektów punktowych, liniowych oraz planarnych, natomiast wyniki ilościowe przedstawiają efekty zrównoleglenia metody. Pracę podsumowuje dyskusja nad otrzymanymi wynikami.

Słowa kluczowe

EN

nanostructural defects; molecural static; OpenCL

• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 13, No. 1
• Strony: 16--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Rauch, Ł.

• AGH – Akademia Górniczo-Hutnicza, Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland,

autor

Bachniak, D.

• AGH – Akademia Górniczo-Hutnicza, Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• Brodtkorb, A.R., Dyken, C., Hagen, T.R., Hjelmervik, J.M., Storaasli, O.O., 2010, State-of-the-art in heterogeneous computing, Scientific Programming, 18, 1-33.
• Elizondo, A., 2007, Horizontal Coupling in Continuum Atomistics, PhD thesis, Technischen Universitat Kaiserslautern.
• Mishin, Y., Farkas, D., Mehl, M.J., Papaconstantoopoulos, D.A., 1999, Interatomic potentials for monoatomic metals form experimental data and ab-inito calculations, Physical Review B, 59, 3393-3407.
• Lennard-Jones, J. E., 1924, On the Determination of Molecular Fields, Proc. R. Soc. Lond. A, 106, 463–477.
• Liu, W.K., Karpov, E.G., Park, H.S., 2006, Nano Mechanics and Materials: Theory Multiscale Methods and Applications, J. Wiley & Sons, Chichester, England.
• Liu W.K., Karpov E.G., Zhang S., Park H.S., 2004, An introduction to computational nanomechanics and materials, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 193, 1529-1578.
• Murugesan, S., 2008, Harnessing Green IT: Principle and Practices, IT Professional, 10, 24-33.
• Rauch, L., Bzowski, K., Rodzaj, A., 2011, OpenCL implementation of Cellular Automata Finite Element (CAFE) method, Parallel Processing and Applied Mathematics, Lecture Notes in Computer Science, 381-390.
• Sunyk, R. Steinmann, P., 2002, On higher gradients in continuumatomistic modeling, International Journal of Solids and Structures, 40, 6877-6896.
• Sutton, A. P., Chen, J., 1990, Long-range Finnis-Sinclair potential, Philosophical Magazine Letters, 61, 139-146.