Package: nwchem (7.2.2-2)

software per chimica computazionale ad alte prestazioni (MPI predefinito)

NWCHem è un programma per chimica computazionale. Fornisce metodi che sono scalabili sia nella loro capacità di trattare efficacemente vasti problemi di chimica computazionale, sia nell'uso di risorse per elaborazione in parallelo disponibili, dai supercomputer paralleli ad altissime prestazioni ai classici cluster di workstation.

NWChem può gestire:

 * Tecniche che coinvolgono la struttura elettronica molecolare usando
   funzioni di tipo gaussiano per calcoli di molecole con alta precisione
 * Tecniche che coinvolgono la struttura elettronica ad onde piane di
   pseudopotenziale per il calcolo di molecole, liquidi, cristalli,
   superfici, semiconduttori o metalli
 * Simulazioni di dinamica molecolare classica ed ab-initio
 * Simulazioni con tecniche miste di chimica quantistica e classica
 * Scalabilità parallela fino a migliaia di processori

Funzionalità incluse:

 * Metodi che coinvolgono la struttura elettronica molecolare con
   derivate analitiche al second'ordine:
  - Hartree-Fock ristretta o non ristretta (RHF, UHF)
  - Teoria del funzionale densità (DFT) ristretta usando numerosi
    potenziali di correlazione di scambio, locali, non-locali
    (corretto con il gradiente) e ibridi (locali, non-locali e HF)
 * Metodi che coinvolgono la struttura elettronica molecolare con
   gradienti analitici:
  - Hartree-Fock ristretta a shell aperta (ROHF)
  - Teoria del funzionale densità (DFT) non ristretta
  - Teoria perturbativa di Moeller-Plesset al secondo ordine (MP2), usando
    come riferimento RHF e UHF
  - MP2 con approssimazione della risoluzione di integrale identità
    (RI-MP2)
  - Spazio attivo completo SCF (CASSCF)
  - Teoria del funzionale densità dipendente dal tempo (TDDFT)
 * Metodi che coinvolgono la struttura elettronica molecolare, energia
   di singolo punto:
  - MP2 con approccio scalato alla componente spin (SCS-MP2)
  - Metodi Coupled Cluster con singole, doppie o triple eccitazioni, o
    triple eccitazioni perturbative (CCSD, CCSDT, CCSD(T)), usando come
    riferimento RHF e UHF
  - Interazione di configurazione (CISD, CISDT e CISDTQ)
  - Metodo Coupled Cluster con singole o doppie eccitazioni approssimato
    al secondo ordine (CC2)
 * Ulteriori caratteristiche delle strutture elettroniche molecolari:
  - Ottimizzazione della geometria incluse rilevazioni di stati di
    transizione, vincoli e percorsi di minima energia
  - Frequenze di vibrazione
  - Equazioni del moto (EOM)-CCSD, EOM-CCSDT, EOM-CCSD(T), CC2,
    Interazione di configurazione singola (CIS), HF (TDHF) e TDDFT
    dipendenti dal tempo, per stati eccitati con riferimenti RHF, UHF,
    RDFT o UDFT
  - Solvatazione usando il modello di analisi di tipo conduttore
    (COSMO) per RHF, ROHF e DFT
  - Calcoli ibridi usando il modello ONIOM a due e tre strati
  - Effetti relativistici attraverso le approssimazioni tipo Douglas-Kroll
    ad un elettrone senza spin o con accoppiamento spin-orbita e
    approssimazione regolare all'ordine zero (ZORA); effetti di
    accoppiamento spin-orbita ad un elettrone per DFT con potenziali
    spin-orbita
 * Struttura elettronica con onda piana a pseudopotenziale:
  - Onda piana a pseudopotenziale (PSPW), Projector Augmented Wave (PAW) o
    metodi di struttura delle bande per calcolo di molecole, liquidi,
    cristalli, superfici, semiconduttori o metalli
  - Ottimizzazione di geometria o celle unitarie incluse rilevazioni di
    stati di transizione
  - Frequenze di vibrazione
  - Potenziali di correlazione-scambio di tipo LDA, PBE96 e PBE0
    (ristretti o non ristretti)
  - Funzionali SIC, pert-OEP, Hartree-Fock e ibridi (ristretti o
    non ristretti)
  - Pseudopotenziali a conservazione di norma con correzione di semicore
    di tipo Hamann, Troullier-Martins e Hartwigsen-Goedecker-Hutter
  - Grafici per funzioni d'onda, densità, elettrostatica e di Wannier
  - Generazione della struttura a bande e della densità di stato
 * Dinamica molecolare ab-initio Car-Parrinello (CPMD):
  - Dinamica ad energia e temperatura costante
  - Integrazione con algoritmo di Verlet
  - Vincoli geometrici in coordinate cartesiane
 * Dinamica molecolare classica (MD):
  - Valutazione dell'energia di singola configurazione
  - Minimizzazione dell'energia
  - Simulazioni di dinamica molecolare
  - Simulazione di energia libera (metodi di termodinamica perturbativa a
    multistep (MSTP) o integrazione termodinamica a molte configurazioni
    (MCTI) con opzioni di singola o doppia topologia, campionamento a
    doppia larghezza, scalatura con spostamento e separazione)
  - Campi di forze con potenziale efficace di coppia, polarizzazione al
    primo ordine, polarizzazione autocoerente, maglia Ewald di particella
    omogenea (SPME), condizioni periodiche al contorno e vincoli di tipo
    SHAKE
 * Mix quantistico classico:
  - Minimizzazioni miste con meccanica quantistica e meccanica molecolare
    (QM/MM) e simulazioni di dinamica molecolare
  - Simulazione di dinamiche molecolari quantistiche utilizzando qualsiasi
    metodo di meccanica quantistica in grado di restituire gradienti.

Il pacchetto fornisce script di input d'esempio e dipende da nwchem compilato per l'implementazione MPI predefinita per l'architettura.

L'MPI predefinito è openmpi per la maggior parte dei sistemi Debian. OpenMPI ha problemi noti con l'esecuzione di nwchem su nodi multipli. Se si ha la necessità di calcolare grandi molecole usando il calcolo in cluster, si può voler usare invece la versione MPICH fornita da nwchem-mpich.

Tags: Field: Chemistry, Role: Program

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