公开(公告)号：CN114937477A

公开(公告)日：2022-08-23

申请号：CN202210449795.9

申请日：2022-04-26

Applicant: 上海交通大学

Inventor： 徐振礼 ,  梁久阳 ,  周颀

IPC: G16C10/00

Abstract: 本发明公开了一种分子动力模拟的随机分批高斯和方法，涉及分子动力学技术领域。借助高斯和(Sum‑of‑Gaussians,SOG)逼近方法构建针对一般核函数的分解方式。基于SOG构建的核函数分解具有良好性质，进而可以将随机分批应用在傅里叶部分，达到节省通信时间的效果。随机分批高斯和方法(RBSOG)不仅能够节约库仑长程相互作用的计算时间，也可以适用于加速一般的长程相互作用。RBSOG算法作为一套新的快速长程相互作用计算方法，将为计算机辅助药物设计领域提供助力，也能够助力包括脱氧核糖核酸的聚集、蛋白质的折叠/解折叠、探究核糖核酸逆转录在新冠病毒生命周期中发挥的作用在内的广泛的研究课题。

公开(公告)号：CN118658539A

公开(公告)日：2024-09-17

申请号：CN202410820156.8

申请日：2024-06-24

Applicant: 上海交通大学 ,  沪渝人工智能研究院

Inventor： 徐振礼 ,  金石 ,  高伟航 ,  刘欢 ,  刘伟 ,  秦玮 ,  罗茂瑛 ,  赵腾

IPC: G16C10/00 ,  G16C60/00 ,  G06F30/25 ,  G06F9/50

Abstract: 本发明属于分子动力学领域，具体涉及一种基于GPU实现粒子间短程相互作用计算的方法，包括：设计Map和Reduce两个操作符；对粒子空间进行网格划分，并预处理；对粒子划分区域；根据粒子编号、位置将粒子分配到GPU的每个线程上；选取S球域中的所有粒子，通过Map和Reduce操作计算S球域的近程力；随机均匀选取CS球域中的部分粒子，通过Map和Reduce操作计算CS球域的近程力；结合S球域的近程力和CS球域的近程力以及加入修正项计算粒子的实际近程力。本发明基于主流GPU架构高效实现了计算粒子短程相互作用时，通过球域划分引入随机受力，大幅减少近邻粒子数量来降低计算复杂度，很好的提升了计算效率。

公开(公告)号：CN114937477B

公开(公告)日：2024-06-21

申请号：CN202210449795.9

申请日：2022-04-26

Applicant: 上海交通大学

Inventor： 徐振礼 ,  梁久阳 ,  周颀

IPC: G16C10/00

Abstract: 本发明公开了一种分子动力模拟的随机分批高斯和方法，涉及分子动力学技术领域。借助高斯和(Sum‑of‑Gaussians,SOG)逼近方法构建针对一般核函数的分解方式。基于SOG构建的核函数分解具有良好性质，进而可以将随机分批应用在傅里叶部分，达到节省通信时间的效果。随机分批高斯和方法(RBSOG)不仅能够节约库仑长程相互作用的计算时间，也可以适用于加速一般的长程相互作用。RBSOG算法作为一套新的快速长程相互作用计算方法，将为计算机辅助药物设计领域提供助力，也能够助力包括脱氧核糖核酸的聚集、蛋白质的折叠/解折叠、探究核糖核酸逆转录在新冠病毒生命周期中发挥的作用在内的广泛的研究课题。

公开(公告)号：CN114944201A

公开(公告)日：2022-08-26

申请号：CN202210371643.1

申请日：2022-04-11

Applicant: 上海交通大学

Inventor： 徐振礼 ,  梁久阳 ,  赵越

IPC: G16C10/00

Abstract: 本发明公开了一种随机分批埃瓦德算法的近场加速方法，涉及分子动力学模拟技术领域。在分子动力学模拟埃瓦德算法中，对于长程部分，在傅里叶空间中对频率随机采样，计算对应的受力；对于短程部分，采用双层近邻列表方法。本发明利用随机方法近似受力，在对体系模拟的数值积分过程中，随机力波动的期望为零且方差可控，使得最终分布接近实际分布，因此具有良好的收敛性，计算复杂度为线性，比现有方法更快；只需要在CPU核之间通讯有限个频率样本，不需要密集通讯，并行效率高；对小截断半径内的力的作用准确计算，而对球壳内粒子随机选择并计算受力，减少CPU内存占用和计算量。

公开(公告)号：CN119763689A

公开(公告)日：2025-04-04

申请号：CN202411913595.X

申请日：2024-12-24

Applicant: 上海交通大学 ,  沪渝人工智能研究院

Inventor： 徐振礼 ,  金石 ,  罗泽东 ,  高伟航 ,  郭永发 ,  刘欢 ,  刘晓庆 ,  赵腾

IPC: G16C10/00

Abstract: 本发明属于分子动力学领域，具体涉及一种基于RBL算法实现EAM力场中粒子间短程相互作用计算的方法，包括：对粒子空间进行网格划分，并预处理；对计算域内的粒子进行邻近列表搜索，筛选出符合条件的邻居原子，通Reduce操作计算S球域的近程力；随机均匀选取CS球域中的部分粒子，通过Reduce操作计算CS球域的近程力；结合S球域的近程力和CS球域的近程力以及两个区域贡献的修正项，进而计算粒子的实际近程力。本发明高效实现了计算EAM粒子短程相互作用，通过球域划分引入随机受力，大幅减少近邻粒子数量来降低计算复杂度，较好的提升了计算效率。

公开(公告)号：CN118673774A

公开(公告)日：2024-09-20

申请号：CN202410819150.9

申请日：2024-06-24

Applicant: 上海交通大学 ,  沪渝人工智能研究院

Inventor： 徐振礼 ,  金石 ,  高伟航 ,  刘欢 ,  刘伟 ,  秦玮 ,  罗茂瑛 ,  赵腾

IPC: G06F30/25 ,  G06F9/50 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明涉及一种基于GPU实现粒子间长程相互作用力的快速计算方法，包括：利用VTK‑m封装技术将CPU和GPU进行适配；通过CPU利用Metropolis‑Hasting算法从傅里叶空间中随机抽取部分傅里叶项；根据从所述傅里叶空间中随机抽取的部分傅里叶项、所述傅里叶空间的电荷分布、以及粒子的带电量得到粒子在傅里叶空间的库仑长程力表达式；构建操作符Map和操作符Reduce；其中，操作符Map用于通过GPU具备的多线程能力，并行的处理多个粒子信息；Reduce操作符用于通过GPU计算大规模粒子信息求和；根据粒子在傅里叶空间的库仑长程力表达式利用操作符Map和操作符Reduce计算粒子的库仑长程力。

公开(公告)号：CN112733416A

公开(公告)日：2021-04-30

申请号：CN202110095324.8

申请日：2021-01-25

Applicant: 上海交通大学

Inventor： 洪亮 ,  徐振礼 ,  金石 ,  李磊 ,  梁久阳 ,  谈攀 ,  赵越

IPC: G06F30/25 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明公开了一种计算粒子间相互作用力的方法和系统，涉及分子动力学模拟系统技术领域，包括基于从傅里叶空间中随机抽取的部分傅里叶项、所述傅里叶空间的电荷分布、粒子的带电量，得到所述粒子的库仑长程力；其中，所述傅里叶空间与计算所述库仑长程力的函数相对应。采样方法包括重要性采样，随机抽取的部分傅里叶项的数量级为百或千。该方法还包括根据库仑定律得到库仑短程力；根据其他参数得到粒子的伦纳德琼斯力和成键相互作用力；最后得到相互作用力。该方法可用于分子动力学模拟中，减少计算的时间复杂度，减小数据通信量，从而提高计算性能和并行效率，降低通信方面的消耗。