Forschung

SS 2015

WS 2014/2015

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IMD - Das ITAP Molekular-Dynamik-Programm

IMD ist ein Programmpaket für klassische Molekulardynamik-Simulationen, das ursprünglich von Jörg Stadler am ITAP implementiert wurde. Seither wird es am Institut weiterentwickelt und in verschiedenste Richtungen laufend erweitert. IMD läuft sowohl auf normalen Unix-Workstations jeder Art, wie auch auf massiv parallelen Supercomputern wie der Cray T3E des HLRS. Die Parallelversion baut dabei auf der standardisierten Bibliothek MPI für die Kommunikation zwischen den Prozessoren auf.

In einer Molekulardynamik-Simulation werden die Hamilton'schen Bewegungsgleichungen eines Systems von Teilchen numerisch integriert. IMD unterstützt verschiedene Arten von Wechselwirkungen zwischen den Teilchen: tabellierte Zweikörper-Potentiale, EAM-Potentiale für Metalle, Stillinger-Weber- und Tersoff-Potentiale für kovalente Systeme, sowie Gay-Berne-Potentiale für lineare Moleküle, wie sie für Flüssigkristalle benötigt werden. Weiter stehen eine Anzahl verschiedener Integratoren zur Verfügung. Neben den üblichen, die entweder die Energie und das Volumen, die Temperatur und das Volumen, oder die Temperatur und den Druck konstant halten, gibt es auch einige etwas speziellere Integratoren, die es zum Beispiel erlauben, das System unter Zug- oder Scherspannung zu setzen. Diese werden benutzt, um mechanische Eigenschaften zu untersuchen, wie zum Beispiel die Dislokationsbewegung oder die Rissausbreitung. Der verwendete Integrator kann auch im Laufe einer Simulation gewechselt werden (Mehrphasensimulation).

Das Benutzerhandbuch von IMD gibt weitere Auskunft darüber, was IMD sonst noch alles kann.