شبیه‌سازی مولکولی سیالات ۲۰۲۳
Molecular Simulation of Fluids 2023

شبیه‌سازی مولکولی به محققان بینشی بی‌نظیر در مورد ساختارها و برهم‌کنش‌های موجود در سیالات می‌دهد. از زمان انتشار ویرایش اول “شبیه‌سازی مولکولی سیالات”، تحولات نوینی در نظریه، الگوریتم‌ها و سخت‌افزار کامپیوتر، رشد چشمگیری در توانایی‌های شبیه‌سازی ایجاد کرده است. این ویرایش دوم کاملاً به‌روز شده و گسترش یافته است تا این پیشرفت‌های اخیر را برجسته کند، که شامل تکنیک‌های مونت‌کارلو و دینامیک مولکولی می‌شود و جزئیات نظریه، الگوریتم‌ها و پیاده‌سازی‌های متوالی و موازی را ارائه می‌دهد.این کتاب با یک مقدمه روشن و مروری بر مبانی نظری آغاز می‌شود و سپس به بررسی پتانسیل‌های بین مولکولی قبل از بحث در مورد محاسبه دقیق‌تر برهم‌کنش‌های مولکولی می‌پردازد. در ادامه، شبیه‌سازی مونت‌کارلو و انتگرال‌گیرها برای دینامیک مولکولی مورد بحث قرار می‌گیرند و پس از آن، دینامیک مولکولی غیرتعادلی و شبیه‌سازی مولکولی مجموعه‌ها و تعادلات فازی بررسی می‌شوند. استفاده از رویکرد شیءگرا با جزئیات بررسی شده و مثال‌های عملی با کد C++ ارائه شده است. در نهایت، الگوریتم‌های شبیه‌سازی موازی عملی با استفاده از MPI و GPUها مورد بحث قرار می‌گیرند، که دومی با CUDA کدنویسی شده است.

“شبیه‌سازی مولکولی سیالات: نظریه، الگوریتم‌ها، شیءگرایی و محاسبات موازی (ویرایش دوم)” با بهره‌گیری از تجربه گسترده نویسنده متخصص خود، راهنمایی عملی و در دسترس برای این موضوع پیچیده برای همه کسانی است که در حال حاضر از شبیه‌سازی مولکولی برای مطالعه سیالات استفاده می‌کنند یا به استفاده از آن علاقه‌مند هستند.

* به طور کامل به‌روز شده و بازنگری شده برای انعکاس پیشرفت‌ها در این زمینه، از جمله فصل‌های جدید در مورد پتانسیل‌های بین مولکولی و الگوریتم‌های موازی
* پوشش کاربرد برنامه‌نویسی MPI و GPU برای شبیه‌سازی مولکولی
* پوشش طیف گسترده‌ای از موضوعات شبیه‌سازی با استفاده از رویکردهای مونت‌کارلو و دینامیک مولکولی
* ارائه دسترسی به کد شبیه‌سازی قابل دانلود، از جمله کد GPU با استفاده از CUDA، برای تشویق تمرین و پشتیبانی از یادگیری

Molecular simulation allows researchers unique insight into the structures and interactions at play in fluids. Since publication of the first edition of Molecular Simulation of Fluids, novel developments in theory, algorithms and computer hardware have generated enormous growth in simulation capabilities. This 2nd edition has been fully updated and expanded to highlight this recent progress, encompassing both Monte Carlo and molecular dynamic techniques, and providing details of theory, algorithms and both serial and parallel implementations. Beginning with a clear introduction and review of theoretical foundations, the book goes on to explore intermolecular potentials before discussing the calculation of molecular interactions in more detail. Monte Carlo simulation and integrators for molecular dynamics are then discussed further, followed by non-equilibrium molecular dynamics and molecular simulation of ensembles and phase equilibria. The use of object-orientation is examined in detail, with working examples coded in C++. Finally, practical parallel simulation algorithms are discussed using both MPI and GPUs, with the latter coded in CUDA. Drawing on the extensive experience of its expert author, Molecular Simulation of Fluids: Theory, Algorithms, Object-Orientation, and Parallel Computing 2nd Edition is a practical, accessible guide to this complex topic for all those currently using, or interested in using, molecular simulation to study fluids. – Fully updated and revised to reflect advances in the field, including new chapters on intermolecular potentials and parallel algorithms – Covers the application of both MPI and GPU programming to molecular simulation – Covers a wide range of simulation topics using both Monte Carlo and molecular dynamics approaches – Provides access to downloadable simulation code, including GPU code using CUDA, to encourage practice and support learning