Numerische Simulation in der Molekldynamik: Numerik, Algorithmen, Parallelisier [Paperback]

Das Buch behandelt Methoden des wissenschaftlichen Rechnens in der Molek?ldynamik, einem Bereich, der in vielen Anwendungen der Chemie, der Biowissenschaften, der Materialwissenschaften, insbesondere der Nanotechnologie, sowie der Astrophysik eine wichtige Rolle spielt. Es f?hrt in die wichtigsten Simulationstechniken zur numerischen Behandlung der Newtonschen Bewegungsgleichungen ein. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der schnellen Auswertung kurz- und langreichweitiger Kr?fte mittels Linked Cell-,   P$/\3$M-, Baum- und Multipol-Verfahren, sowie deren paralleler Implementierung und Lastbalancierung auf Rechensystemen mit verteiltem Speicher. Die einzelnen Kapitel beinhalten dar?berhinaus detailierte Hinweise, um die Verfahren Schritt f?r Schritt in ein Programmpaket umzusetzen. In zahlreichen farbigen Abbildungen werden Simulationsergebnisse f?r eine Reihe von Anwendungen pr?sentiert.

1 Computersimulation  eine Schl?sseltechnologie.- Von der Schr?dingergleichung zur Molek?ldynamik.- Die Schr?dingergleichung.- Eine Herleitung der klassischen Molek?ldynamik.- Ein Ausblick auf ab initio Molek?ldynamik-Verfahren.- Das Linked-Cell-Verfahren f?r kurzreichweitige Potentiale.- Die Zeitdiskretisierung  das St?rmer-Verlet-Verfahren.- Implementierung des Basisalgorithmus.- Der Abschneideradius.- Das Linked-Cell-Verfahren.- Implementierung der Linked-Cell-Methode.- Erste Anwendungsbeispiele und Erweiterungen.- Thermostate, Ensembles und Anwendungen.- Parallelisierung.- Parallelrechner und Parallelisierungsstrategien.- Gebietszerlegung f?r die Linked-Cell-Methode.- Implementierung.- Leistungsmessung und Benchmark.- Anwendungsbeispiele.- Erweiterung auf kompliziertere Potentiale und Molek?le.- Mehrk?rperpotentiale.- Potentiale mit festen Nachbarschaftsstrukturen.- Zeitintegrationsverfahren.- Fehler der Zeitintegration.- Symplektische Verfahren.- Multiple Zeitschrittverfahren  das Impuls-Verfahren.- Zwangsbedingungen  der lS1