Razvoj računalniških algoritmov za simulacijo molekulske dinamike
natisniNaslov projekta:
Razvoj računalniških algoritmov za simulacijo molekulske dinamike
prof. dr. Dušanka Janežič
UP FAMNIT
Javna agencija RS za raziskovalno dejavnost (ARRS)
Znanstveno-raziskovalno sodelovanje med RS in ZDA
1.07 - Naravoslovno-matematične vede/Računalniško intenzivne metode in aplikacije
1.1.2015 - 31.12.2016
Predstavitev projekta:
Cilj raziskovalnega projekta je povečanje natančnosti in učinkovitosti obstoječih algoritmov za simulacije molekulske dinamike makromolekularnih sistemov. Predvsem nameravamo: i) učinkovito reševati klasične in kvantne enačbe gibanja s pomočjo novo razvitih simplektičnih algoritmov, ki temeljijo na analitični obravnavi visokofrekvenčnih gibanj, ii) upoštevati kvantne efekte pri dinamiki lahkih delcev s pomočjo metod za propagacijo valovnih paketov in teorije gostotnih funkcionalov in iii) izboljšati obravnavo topila pri simulaciji molekulske dinamike z razvojem metod, kjer le hidratacijsko plast topila predstavimo eksplicitno, preostali del topila pa implicitno. Metodološke izboljšave bodo omogočile povečanje zmogljivosti obstoječih algoritmov tako glede velikostne kot časovne skale in s tem prispevale k boljšemu vpogledu v odnos med strukturo in funkcijo obravnavanega sistema. Uporabnost novo razvitih metod in pristopov bomo pokazali na nekaterih biološko zanimivih primerih.
Cilj raziskovalnega projekta je povečanje natančnosti in učinkovitosti obstoječih algoritmov za simulacije molekulske dinamike makromolekularnih sistemov. Predvsem nameravamo: i) učinkovito reševati klasične in kvantne enačbe gibanja s pomočjo novo razvitih simplektičnih algoritmov, ki temeljijo na analitični obravnavi visokofrekvenčnih gibanj, ii) upoštevati kvantne efekte pri dinamiki lahkih delcev s pomočjo metod za propagacijo valovnih paketov in teorije gostotnih funkcionalov in iii) izboljšati obravnavo topila pri simulaciji molekulske dinamike z razvojem metod, kjer le hidratacijsko plast topila predstavimo eksplicitno, preostali del topila pa implicitno. Metodološke izboljšave bodo omogočile povečanje zmogljivosti obstoječih algoritmov tako glede velikostne kot časovne skale in s tem prispevale k boljšemu vpogledu v odnos med strukturo in funkcijo obravnavanega sistema. Uporabnost novo razvitih metod in pristopov bomo pokazali na nekaterih biološko zanimivih primerih.
Oddelek za aplikativno naravoslovje
