Az alkalmazott módszerek fejlesztése a modellezés hatékonyságának növelésére
Szerkesztő:Nyulászi László
Szerkesztő elérhetősége:nyulaszi@mail.bme.hu

Téma galéria megtekintése

A molekuláris rendszerek, szilárd fázisok, továbbá kémiai (biokémiai) reakciók leírására szolgáló nagy pontosságú ab initio és sűrűségfunkcionál módszerek fejlesztése képezi a projekt lényegét. Cél egyrészt a jelenleg használt közelítéseknél pontosabb eredményeket szolgáltató eljárások kidolgozása, másrészt ezek hatékony számítógépes implementációjának megvalósítása, és az eredmények tesztelése. Az ab initio módszerek területén a nemzetközi trendeknek megfelelően fontos kutatási irány a több-determináns alapú módszerek fejlesztése (Kállay Mihály csoportja). Ezen módszer - mely tipikusan igényli a szuperszámítógép infrastruktúrája nyújtotta lehetőségeket - bizonyos rendszerek (pl. homolitikus kémiai reakciók, fotokémiai folyamatok) megfelelő leírásakor nélkülözhetetlen. A sűrűségfunkcionál módszerek területén a GGA megközelítést alkalmazó módszerfejlesztés emelendő ki (Csonka Gábor), ezen kutatások célja a korrelált ab initio számításokhoz képest számottevően kisebb számítógépigénnyel kielégítően pontos eredmények elérése. A szilárd rendszerek leírásához használatos periódikus határfeltétel számítások esetén a reakciógátak leírását szolgáló metodológia kidolgozása (Szieberth Dénes) egy megoldatlan probléma. A módszerfejlesztések fontos része az új fejlesztési eredmények minél szélesebb körű kipróbálása, tesztelése, s ez természetesen intenzív számítógép használatot igényel. A szuperszámítógép beszerzésekor tervbe vett GPU-k beszerzése lehetőséget ad ezen architektúra tesztelésére, ami azért bír különös jelentőséggel, mert a jelenleg a világban felhasznált kvantumkémiai programcsomagok futtatása GPU-n kezdeti fázisban tart.

Rövid tartalmi leírás és technikai megközelítés A kutatásoknak minden esetben fontos elemét képezi az új algoritmusok kidolgozása és ezek programozása. Ugyanakkor, a kifejlesztett módszerek felhasználásával szükséges vizsgálni a módszerek teljesítőképességét, és így próbaszámításokat végezni megfelelően kialakított tesztrendszereken. Ezen tesztszámítások során fontos szerepe van a szuperszámítógépnek, egyrészt bizonyos esetekben a magas szintű és ezért drága benchmark számítások elvégzéséhez, másrészt pedig azért, mert a módszerek tesztelésekor fontos a elérhető legnagyobb rendszerekre is elvégezni tesztvizsgálatokat. 

A várt eredmények összefoglalása, jelentősége, alkalmazásaik A módszerfejlesztésektől elvárt eredmény egyrészről a korábbiaknál pontosabb, másrészről a korábbiaknál olcsóbb (kisebb számítógépigényű) számítások elvégzésének lehetősége. Fontos elvárás a kifejlesztendő módszerekkel szemben, hogy vagy legyen általánosan felhasználható, vagy legyen megadható a felhasználhatóság érvényességi köre. Az eredményeket természetesen a tudományos közösség minden tagja szabadon felhasználhatja (és idézi a forrást), ugyanakkor a fejlesztőnek helyzeti előnye van az új módszerek alkalmazásában.

A munka szakmai tartalma kapcsolódik a "Új tehetséggondozó programok és kutatások a Műegyetem tudományos műhelyeiben" c. projekt szakmai célkitűzéseinek megvalósításához. A projekt megvalósítását a TÁMOP-4.2.2.B-10/1--2010-0009 program támogatja.
Infoblokk
ÚSZT