Paquet : nwchem (7.2.3-6)

logiciel de calcul de haute performance pour la chimie numérique – MPI par défaut

NWChem est un paquet de programmes de chimie numérique. Il fournit des méthodes évolutives à la fois pour leurs capacités à résoudre efficacement de gros problèmes scientifiques de chimie numérique, et à être utilisées par des ressources de calcul en parallèle à partir de supercalculateurs de hautes performances ou de grappes de calcul conventionnelles.

NWChem peut prendre en charge :

 – les méthodes de structure électronique moléculaire utilisant les
   fonctions gaussiennes de base pour le calcul de haute précision de
   molécules ;
 – les méthodes de structure électronique d’ondes planes pseudopotentielles
   pour le calcul de molécules, liquides, cristaux, surfaces,
   semi-conducteurs ou métaux ;
 – les simulations dynamiques moléculaires ab initio et classiques ;
 – les simulations mixtes quantique-classique ;
 – la parallélisation jusqu’à des milliers de processeurs.

Les fonctions incluses sont :

 – les méthodes de structure électronique moléculaire et dérivées secondes
   analytiques :
   – Hartree-Fock restreint ou non (RHF, UHF),
   – théorie de la fonctionnelle de la densité restreinte (DFT) utilisant
     de nombreux potentiels échange-corrélation locaux, non locaux
     (correction de gradient) ou hybrides (locaux, non locaux et HF) ;
 – les méthodes de structure électronique moléculaire et gradients
   analytiques :
   – Hartree-Fock restreinte pour couche ouverte (ROHF),
   – théorie de la fonctionnelle de la densité non restreinte (DFT),
   – théorie de la perturbation de Møller-Plesset de second ordre (MP2),
     utilisant les références RHF et UHF,
   – MP2 avec résolution de l’approximation de l’intégrale identique
    (RI-MP2),
   – espace actif complet SCF (CASSCF),
   – théorie de la fonctionnelle de la densité dépendant du temps (TDDFT) ;
 – les méthodes de structure électronique moléculaire et énergie en un seul
    point :
   – approche MP2 échelonnée spin-composant (SCS-MP2),
   – méthode du cluster couplé pour « singles » et « doubles », « triples »
     ou « pertubative triples » (CCSD, CCSDT, CCSD(T)) utilisant les
     références RHF et UHF,
   – interaction de configuration (CISD, CISDT et CISDTQ),
   – méthode du cluster couplé avec approximation du second ordre pour
     « simples » et « doubles » (CC2),
   – méthode du cluster couplé multiréférence à états particuliers (MRCC)
     (approches de Brillouin-Wigner (BW-MRCC) et Mukherjee (Mk-MRCC)) ;
 – autres fonctions de structure électronique moléculaire :
   – optimisation de géométrie comprenant les recherches d’état de
     transition, chemins d’énergie minimale et contraintes (à l’aide des
     méthodes Nudged Elastic Band (NEB) et Zero Temperature String),
   – fréquences vibrationnelles,
   – équations du mouvement (EOM)-CCSD, EOM-CCSDT, EOM-CCSD(T), CC2,
     interactions de configuration de « singles » (CIS), HF dépendants du
     temps (TDHF) et TDDFT, pour les états excités avec référence RHF, UHF,
     RDFT ou UDFT,
   – solvatation utilisant le modèle COSMO pour RHF, ROHF et DFT,
     incluant les gradients analytiques,
   – calculs hybrides utilisant la méthode ONIOM à deux ou trois couches,
   – effets relativistes à l’aide des spin-orbites et spin-free
     monoélectroniques de Douglas-Kroll et des approximations régulières
     d’ordre zéro (ZORA) et les effets spin-orbites monoélectroniques pour
     DFT à l’aide des potentiels spin-orbites ;
 – structure électronique d’onde plane pseudopotentielle :
   – Pseudopotential Plane-Wave (PSPW), Projector Augmented Wave (PAW) ou
     méthode de structure de bande pour calculer des molécules, liquides,
     cristaux, surfaces, semi-conducteurs ou métaux,
   – optimisation géométrique de cellule incluant les recherches d’état
     transitionnel,
   – fréquences vibrationnelles,
   – échange-corrélation de potentiels LDA, PBE96, et PBE0 (restreint ou
     non),
   – méthodes SIC, pert-OEP, Hartree-Fock et fonctionnelles hybrides
     (restreintes ou non),
   – pseudopotentiels à norme conservée Hamann, Troullier-Martins et
     Hartwigsen-Goedecker-Hutter avec corrections « semicore »,
   – tracé de courbe de fonctions d’onde, densité, électrostatique et
     Wannier,
   – structure de bande et génération de densité d’états ;
 – dynamique moléculaire Car-Parrinello ab-initio (CPMD) :
   – dynamiques d’énergie constante et température constante,
   – algorithme Verlet pour intégration,
   – contraintes géométriques en coordonnées cartésiennes ;
 – dynamique moléculaire classique (MD) :
   – évaluation de l’énergie en configuration single,
   – minimisation de l’énergie,
   – simulation de dynamique moléculaire,
   – simulation d’énergie libre (méthodes multistep thermodynamic
     perturbation (MSTP) ou multiconfiguration thermodynamic integration
     (MCTI) avec options topologies uniques ou duales, échantillonnage
     double et graduations séparées ou décalées),
   – champs de force fournissant des potentiels appairés réels,
     polarisation de premier ordre, polarisation automatique cohérente,
     maillage de particules régulier Ewald (SPME), conditions périodiques
     de limites et contraintes SHAKE ;
 – mélange quantique-classique :
   – minimisations de mélanges mécanique quantique mécanique moléculaire
     (QM/MM) et simulations de dynamique moléculaire,
   – simulation de dynamique moléculaire quantique utilisant toute méthode
     de mécanique capable de renvoyer des gradients.

Ce paquet fournit des exemples de scripts d’entrée et dépend de nwchem construit pour l’implémentation de MPI par défaut pour l’architecture.

Le MPI par défaut est openmpi pour la majorité des systèmes Debian 64 bits. OpenMPI a connu des problèmes lors de l’exécution de nwchem sur de nombreux nœuds. En cas de besoin de calculer de grandes molécules en utilisant un calcul distribué, la construction MPICH fournie par nwchem-mpich peut être préférée. Les architectures 32 bits utilisent uniquement mpitch.

Étiquettes: Domaine: Chimie, Rôle: Programme

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