Molekulardynamik: Simulation der Bewegung von Molekülen

  • In dieser Bachelorarbeit wird ein System zur Simulation der Bewegung von Molekülen entworfen. Die Berechnungen der Kräfte zwischen chemisch gebundenen Atomen sowie zwischenmolekularer Kräfte werden fast vollständig auf der GPU durchgeführt. Die Visualisation der Simulation findet in einer interaktiven Bildwiederholrate statt. Um eine Darstellung in Echtzeit auf den meisten handelsüblichen Grafikkarten zur ermöglichen, sind geschickte Optimierungen und leichte Abstraktionen der physikalischen Modelle notwendig. Zu jeder Zeit kann die Ausführungsgeschwindigkeit der Simulation verändert oder vollständig gestoppt werden. Außerdem lassen sich einige Parameter der zugrundeliegenden physikalischen Modelle der Simulation zur Laufzeit verändern. Mit den richtigen Einstellung der Parametern lassen sich bestimmte Phänomene der Molekulardynamik, wie zum Beispiel die räumliche Struktur der Moleküle, beobachten.
  • In this bachelor thesis a system for the simulation of the movements of molecules is developed. The calculation of the forces between chemically bonded atoms as well as intermolecular forces is done almost entirely on the GPU. The visualization of the simulation happens at an interactive framerate. To achieve rendering in realtime on off-the-shelf graphics cards, apt optimizations and slight abstractions of the underlying physical models are needed. One can control the execution speed or completely stop the simulation at any given moment. Some of the parameters of the underlying physical models of the simulation can be modified at runtime. With the right settings for the parameters, some phenomena of molecular dynamics can be observed, for example the spacial structure of the molecules.

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Metadaten
Author:Lukas Baulig
URN:urn:nbn:de:kola-17224
Referee:Stefan Müller, Kevin Keul
Document Type:Bachelor Thesis
Language:German
Date of completion:2018/09/28
Date of publication:2018/10/01
Publishing institution:Universität Koblenz-Landau, Universitätsbibliothek
Granting institution:Universität Koblenz-Landau, Campus Koblenz, Fachbereich 4
Release Date:2018/10/01
Number of pages:ii, 38
Institutes:Fachbereich 4 / Institut für Computervisualistik
Licence (German):License LogoEs gilt das deutsche Urheberrecht: § 53 UrhG