Page 119 - 《摩擦学学报》2021年第3期

408 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

SMILES OPLSAA Lubricant
Structure code force field library Multi-CPUs computation

Circulation Library
blocks
Each block
Instruction Assign concurrently computation
Date resource

Density …… Viscosity Restart
Lubricant Desired
analysis lubricant
no yes
Parameter Output
Demand Error
screen results
Log
(a) The procedure of highthroughput computation of lubricant physical properties

CPU-1
Lubricant0001
CPU-n
Lubricant0002
Lubricant0003

Lubricant0004
Lubricant
library Output
CPU-1
Lubricant0997
CPU-n
Lubricant0998

Lubricant0999
Lubricant1000
First Second
layer layer
(b) The two level highthroughput concurrent-parallel computation

Fig. 3 The highthroughput computation of lubricant physical properties
图 3 润滑剂物性参数高通量计算

模拟区域中截断半径以内的原子，还要将最近的周期 的分子动力学模型库和分子动力学高通量并发并行
性镜像区域中处于截断半径所表征区域内的原子也 计算方法. 下面介绍润滑剂物性参数和摩擦系数的计
考虑在内，这就等价于考虑了在对面边界附近的原子. 算方法. 首先介绍一种润滑剂的计算方法，如图4所
单个润滑剂的计算采用空间分割算法，即将模拟区域 示，针对某个润滑剂分子动力学模型，首先在x、y和
分割为很多块，每块分配给1个CPU进行计算. 相邻 z方向上复制单个润滑剂分子的坐标和拓扑结构，生
CPU之间采用消息传递接口实现通信. 具体算法可参 成体相润滑剂的初始结构. 然后采用高斯随机算法对
[13]
见前人的文献 . 体系中的每个原子赋予初始速度，使得体系的初始温

度为设定值. 接着在NPT系综下对体系进行弛豫.
2 结果与讨论
NPT系综为等压等温系综，其实现方法通过修正原子

2.1 单个润滑剂物性参数和摩擦系数计算方法 运动方程获得. 使用Nose-Hoover算法对模拟过程中
前面已经获得了离子液体和酯类化合物润滑剂 的压强和温度进行修正.