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ゆきひらすずがみね
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J-OCTA/OCTA と LAMMPS の連携によるメリット http://www.

1 J-OCTA/OCTA と LAMMPS の連携によるメリット年 2 月 19 日株式会社 JSOL エンジニアリングビジネス事業部

2 JSOL について社員数 1300 人計算科学分野は 150 人 20 以上のシミュレーション, CAE(Computer Aided Engineering) ソフトウェアミクロからマクロまで幅広いソリューション構造解析成形シミュレーション電磁場解析材料シミュレーション 1

3 OCTA & J-OCTA ソフトマテリアルのためのシミュレーションプラットフォーム 2002 年国家プロジェクトで作成オープンソース ( 無料 ) エンジン, 簡易プリポスト, Python Script によるデータ操作最新バージョン =Ver.8 BBS ユーザー数 1850 人 (2016 年 1 月 ) 2005 年 JSOL( 日本総研 ) が開発 OCTA の商用版 OCTA エンジンのモデラー最新バージョン =Ver.1.9SP1 国内外 100 サイト以上民間企業が 8 割 2

4 シミュレーションエンジン Nano(10-9 m) Micro(10-6 m) KAPSEL Smoothed Particle Method コロイド分散系 MUFFIN 平均場法相分離構造有限要素法コンポジット材料の機械特性 SUSHI PASTA, NAPLES 平均場法 (SCF, RPA) 界面相分離構造 DPD も適用可能レプテーションダイナミクス絡み合い, レオロジー ( 粘弾性 ) COGNAC, VSOP, LAMMPS, GROMACS ( 全原子 & 粗視化 ) 分子動力学法分子構造, 熱力学光学ガス拡散特性 etc 3

5 LAMMPS コンバータ COGNACのデータに基づいて LAMMPSデータと相互に変換 Simulation Conditions NVE,NVT(Kremer-Grest, Nose-Hoover),NPT(Parinello Rahman-Nose-Hoover) Deformation(Elongation, Lees-Edwards) Constraint (Steady) Boundary conditions (Periodic) Bond Potential Bond : Harmonic and FENE, Angle : Harmonic, Torsion : Cosine Polynomial Non-Bond Potential LJ, DPD Molecular structures Statistics Data Energy, Temperature, Sress, Instantaneous, Batch and Total Average 4

6 J-OCTA 上での LAMMPS 実行 COGNAC 入力ファイル上でダイレクトに LAMMPS を実行可能 5

7 J-OCTA 上での LAMMPS 実行 LAMMPS の入力ファイルが自動生成され手動修正も可能結果ファイルは自動的に COGNAC データに変換される 6

8 Atomistic Modeling 化学式に基づいた3 次元モデリング結晶構造の作成分子配置セルのマージなど PDB CIF 形式のインポート 7

9 Atomistic Force Field GAFF Amber Dreiding CLAY TEAM-LS MS(Lammpsコンバータは今後対応 ) とIF 電荷計算 Gaussian Firefly ABINIT-MP MopacとIF 結合ポテンシャルパラメータの検証ツール有機 / 無機界面のポテンシャル同定ツール (DFT 計算との連携 ) 8

10 Coarse Grained Potential Iterative Boltzmann Inversion 関数テーブル ( 離散データ ) 検証機能 ( 全原子モデルと分布を比較 ) リバースマッピング (CG FA KG CG) AtomisitcMDの初期構造作成にも有用検証機能 9

11 Density Biased Monte Carlo 平均場法 DPD の計算結果仮想的な体積分率分布を用いて粗視化 or 全原子 MD の初期構造を作成 MD のみでは困難な平衡状態の初期構造 [Ref.] J.Chem.Phys.,117, 8153 (2002) J.Soc.Rheol.Jpn, 37,75 (2009) 10

12 Density Biased Monte Carlo Simulation results Stress Strain Curve Calculation Time Non-Bond Total Bond Using Batch average stress Windows7 64bit COGNAC8.3.3 LAMMPS

13 Density Biased Monte Carlo 任意の体積分率に基づいたMD/DPDの初期構造生成特定の場所に分子を集中的に配置したい場合相分離計算の初期値としても利用 [ref]yamamoto, Hyodo, JCP 122, (2005) 高分子材料シミュレーション OCTA 活用事例集 12

14 G',G'' [Pa] Primitive Path Analysis 粗視化 MD の結果を用いて絡み合い点間分子量の抽出 NAPLES PASTA 粘弾性構成式で利用 1.0E E E E E E E E E E+05 ω [rad/sec] 13

15 Finite Element Analysis DPDフィラー分散構造のSTL 出力 DigimatとのIF 体積分率分布 ( 相分離構造 ) から非構造メッシュ作成非線形構造解析 CFDソフトウェアとの連携 14

16 Post 処理 Visualization LAMMPS の計算結果に対して OCTA/J-OCTA の解析機能をそのまま利用可能動径分布 MSD 散乱関数配向密度分布など数百万粒子までの描画 ( 今後機能拡張 ) 自由体積分布 500 万粒子のシステム 15

End of March,2016 ( New module will be provided by then)

17 J-OCTA Student Edition BBSからダウンロード可能フリーソフト機能は限定されます Molecular modeling 3D viewer COGNAC/LAMMPS SUSHI/DPD Term: End of March,2016 ( New module will be provided by then) Number of execution : 100 (Contact JSOL if you need to increase it) 16

18 Conclusion OCTA/J-OCTA と LAMMPS の連携によるメリット For OCTA/J-OCTA ユーザー LAMMPS を用いることで COGNAC では困難な大規模計算が可能になります COGNAC の入力ファイルのまま LAMMPS を実行できます弊社のサポート対象は COGNAC と VSOP となります For LAMMPS ユーザー他のシミュレータと連携することで LAMMPS をマルチスケールシミュレーション統合環境に拡張できます多機能なプリポストが利用可能になります 17

COGNACのコンセプト $COarse Grained molecular dynamics program developed by NAgoya Cooperation$

$COGNACのコンセプト $COarse Grained molecular dynamics program developed by NAgoya Cooperation$$ COGNAC (COarse-Grained molecular dynamics program by NAgoya Cooperation) ( ), 0 sec -3 msec -6 sec -9 nsec -12 psec -15 fsec GOURMET SUSHI PASTA COGNAC MUFFIN -15-12 -9-6 -3 0 fm pm nm m mm m United atom

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