eMD

项目主页:http://moly.org.cn/emd/

开发者:中国科学院计算机网络信息中心

当前版本:1.2.3

License: GPL



概况

eMD为一款主要面向生物分子科学研究的分子动力学模拟软件,由中科院计算机网络信息中心高性能计算部组织牵头研发。eMD面向高性能并行计算环境,具有开放式架构设计,插件式功能模块,稳健核心计算引擎,以有机统一计算、建模和分析三个阶段。软件体系覆盖三大基本功能:软件基本架构设计、可扩展力场设计、并行计算支持。具体模块包含:原子坐标和基本属性、初始化原子速度和体系尺寸、力场参数映射、MD积分主循环、邻近列表构建、构建特点系综、体系轨迹输出、热力学统计输出、类与API接口、逻辑流程控制、数据信息可视化。eMD软件具有灵活的流程控制和数据可视化设计,可针对生物分子体系和纳米材料进行大规模并行模拟。

主要功能

eMD为自主研发软件的分子动力学模拟应用软件,基于并行计算环境下分子动力学模拟软件架构(MOLY)加速模拟,突出并行计算性能与用户体验性,新力场与模拟方法可灵活集成,模块化设计并支持数据可视化。

  • 体系建模与输入
    使用xml格式存储建模体系的设置参数,包含分子基本属性,拓扑结构和力场参数的文件格式,提供group,lattice、region等概念,支持逻辑划分建模功能。
  • 力场支持与集成
    支撑成熟生物体系力场如AMBER、CHARMM等,涉及化学材料领域常用力场如DPD和粗粒化力场的集成。
  • 计算模拟核心引擎
    支持常用verlet-velocity的积分方法,可组合并行副本模拟方式,支持广义系综增强抽样算法。
  • 轨迹输出控制
    对热力学统计量和体系构象轨迹设计出可自定义输出的机制,支持xyz,pdb和xtc等轨迹存储格式。
  • 流程逻辑控制
    采用swig封装低层程序模块,支持Python层的类和函数级调用控制,封装了一般MD流程模块便于逻辑控制。
  • 交互式可视化设计
    基于Python模块提供Jupyter的交互式的分子动力学模拟操作,引入NGLView支持分子结构的可视化系统操作

特色

eMD作为一款面向高性能并行计算环境的分子动力学模拟软件,针对生物大分子和纳米材料研究中分子模拟计算需求,在以下方面形成了自有特色:

  • 可扩展模拟力场设计,方便用户植入新力场模型
  • 提供统一异构计算软件框架,适应多种异构计算平台
  • 提供较新的增强抽样算法,实现高精度的自由能计算方法
  • 基于Python模块提供Jupyter的交互式操作,增强了用户在力场建模和数据分析阶段的体验


参考资料



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