Aidan P. Thompson H. Metin Aktulga Richard Berger Dan S. Bolintineanu W. Michael Brown Paul S. Crozier et al

الملخص

منذ إطلاق برنامج المحاكاة الديناميكية الجزيئية الكلاسيكية LAMMPS كرمز مفتوح في عام 2004، أصبح أداة شائعة الاستخدام لمحاكاة المواد القائمة على الجسيمات على مقياس أطوال يتراوح من المقياس الذري إلى المقياس الميسوسي والمستمر. ويعود سبب شعبيته إلى توفره لمجموعة واسعة من نماذج التفاعل بين الجسيمات الخاصة بأنواع مختلفة من المواد، وتشغيله على أي منصة بدءًا من نواة معالج واحدة وحتى أكبر أجهزة الحوسبة الفائقة المزودة بوحدات تسريع، بالإضافة إلى تمكين المستخدمين من التحكم في تفاصيل المحاكاة إما عبر ملف الإدخال أو من خلال إضافة رموز جديدة لفرض نماذج تفاعل ذري جديدة، أو قيود، أو أدوات تشخيصية، أو أي ميزات أخرى ضرورية لمحاكاة نماذجهم. ونتيجة لذلك، قدم مئات الأشخاص مساهمات جديدة في تطوير LAMMPS، الذي نما من 50 ألف سطر من الكود في عام 2004 إلى مليون سطر من الكود اليوم. وفي هذه الورقة، يتم وصف عدة خوارزميات أساسية تُستخدم في LAMMPS، إلى جانب الاستراتيجيات التصميمية التي جعلته مرناً لكل من المستخدمين والمبرمجين. كما نسلط الضوء على بعض الميزات الحديثة التي أُضيفت إلى البرنامج، والتي أصبحت ممكنة بفضل هذه المرونة، ومنها موازنة الحمل الديناميكية، والتصور الفوري أثناء التشغيل (on-the-fly visualization)، ونماذج ديناميات الشوائب المغناطيسية، والمحولات الذرية المدعومة بالتعلم الآلي بدقة كمومية.