A P y t h o n i n t e r f a c e f o r P a t h - PowerPoint PPT Presentation

A P y t h o n i n t e r f a c e f o r P a t h I n t e g r a l M o l e c u l a r D y n a mi c s i - P I i s a P a t h I n t e g r a l M o l e c u l a r D y n a m i c s ( P I M D ) i n t e r f a c e w r i t t e n i n P y t h o n , d e s i g n e d t o b e u s e d t o g e t h e r w i t h a n a b i n i t i o e v a l u a t i o n o f t h e i n t e r a c t i o n s b e t w e e n t h e a t o m s . T h e m a i n g o a l i s t o d e c o u p l e t h e p r o b l e m o f e v o l v i n g t h e i o n i c p o s i t i o n s t o s a m p l e t h e a p p r o p r i a t e t h e r m o d y n a m i c e n s e m b l e a n d t h e p r o b l e m o f c o m p u t i n g t h e i n t e r - a t o m i c f o r c e s . T h e i m p l e m e n t a t i o n i s b a s e d o n a c l i e n t - s e r v e r p a r a d i g m , w h e r e i - P I a c t s a s t h e s e r v e r a n d d e a l s w i t h t h e p r o p a g a t i o n o f t h e n u c l e a r d y n a m i c s , w h e r e a s t h e c a l c u l a t i o n o f t h e p o t e n t i a l e n e r g y , f o r c e s a n d t h e p o t e n t i a l e n e r g y p a r t o f t h e p r e s s u r e v i r i a l i s d e l e g a t e d t o o n e o r m o r e i n s t a n c e s o f a n e x t e r n a l c o d e , a c t i n g a s c l i e n t s . S i n c e t h e m a i n f o c u s i s o n p e r f o r m i n g P I M D – w h e r e t h e c o s t o f t h e f o r c e e v a l u a t i o n i s o v e r w h e l m i n g a b i n i t i o r e l a t i v e t o t h e i o n i c d y n a m i c s – c l a r i t y h a s b e e n p r i v i l e g e d o v e r s p e e d . F o r m o r e i n f o r m a t i o n a b o u t i - P I a n d t o d o w n l o a d t h e s o u r c e c o d e g o t o h t t p s : / / g i t h u b . c o m / i - p i / i - p i .

A P y t h o n i n t e r f a c e f o r P a t h I n t e g r a l M o l e c u l a r D y n a mi c s F o r P I M D i - P I d e fj n i t e l y h a s a n u m b e r o f m a j o r a d v a n t a g e s o v e r o t h e r a p p r o a c h e s : a b i n i t i o ● I t c a n b e u s e d w i t h d i fg e r e n t c o d e s i n c l u d i n g F H I - A i m s , Q u a n t u m E s p r e s s o , a n d C P 2 K . ● I t i s a n o p e n s o u r c e p r o j e c t a n d c a n b e e a s i l y m o d i fj e d t o i n c l u d e o p t i o n s w h i c h a r e n o t a l r e a d y i n t h e c o d e , s u c h a s d i fg e r e n t n e w e s t i m a t o r s , d y n a m i c s c o n s t r a i n s , t h e r m o d y n a m i c i n t e g r a t i o n , e t c . u s i n g a l l t h e a d v a n t a g e s o f P y t h o n l a n g u a g e . ● F o r e a c h b e a d a n i n d e p e n d e n t c o p y o f c o d e c a n a n d s h o u l d b e r u n t o a r c h i v e t h e h i g h e s t a b i n i t i o p o s s i b l e e ffj c i e n c y . ● i - P I a l l o w s t o p e r f o r m b o t h c o n v e n t i o n a l P a t h i n t e g r a l a s w e l l a s P a t h i n t e g r a l + G L E ( P I + G L E ) t h e r m o s t a t s M D [ 1 ] f o r a c c e l e r a t i n g t h e c o n v e r g e n c e o f t h e p o t e n t i a l e n e r g y w i t h r e s p e c t t o t h e n u m b e r o f r e p l i c a s , a s w e l l a s t h e m o r e r e c e n t P I G L E T m e t h o d [ 2 ] , w h i c h a l s o a c c e l e r a t e s t h e c o n v e r g e n c e o f t h e k i n e t i c e n e r g y . 1 . M . C e r i o t t i , D . E . M a n o l o p o u l o s , M . P a r i n e l l o , J . C h e m . P h y s . ( 2 0 1 1 ) 0 8 4 1 0 4 . 1 3 4 2 . M . C e r i o t t i , D . E . M a n o l o p o u l o s , P h y s . R e v . L e t t . 1 0 9 ( 2 0 1 2 ) 1 0 0 6 0 4 .

A P y t h o n i n t e r f a c e f o r P a t h I n t e g r a l M o l e c u l a r D y n a mi c s R e q u i r e me n t s i - P I i s P y t h o n c o d e a n d d o e s n o t n e e d t o b e c o m p i l e d a n d i n s t a l l e d . T h e i - p i fj l e i n t h e r o o t d i r e c t o r y o f t h e d i s t r i b u t i o n i s t h e m a i n ( e x e c u t a b l e ) s c r i p t , a n d c a n b e r u n a s l o n g a s t h e s y s t e m h a s i n s t a l l e d : P y t h o n v e r s i o n 2 . 4 o r g r e a t e r T h e P y t h o n n u m e r i c a l l i b r a r y N u m P y C o mmu n i c a t i o n p r o t o c o l S i n c e i - P I i s d e s i g n e d t o b e u s e d w i t h a w i d e r a n g e o f c o d e s a n d p l a t f o r m s , i t h a s t o r e l y o n a s i m p l e a n d r o b u s t m e t h o d f o r c o m m u n i c a t i n g b e t w e e n t h e s e r v e r a n d c l i e n t . E v e n t h o u g h o t h e r c h o i c e s a r e p o s s i b l e , a n d i t s h o u l d b e r e l a t i v e l y s i m p l e t o i m p l e m e n t o t h e r m e a n s o f c o m m u n i c a t i o n , t h e p r e f e r r e d a p p r o a c h r e l i e s o n s o c k e t s a s t h e u n d e r l y i n g i n f r a s t r u c t u r e . B o t h I n t e r n e t a n d U n i x d o m a i n s o c k e t s c a n b e u s e d : t h e l a t t e r a l l o w f o r f a s t c o m m u n i c a t i o n o n a s i n g l e n o d e , w h e r e a s t h e f o r m e r m a k e i t p o s s i b l e t o r e a l i z e a d i s t r i b u t e d c o m p u t i n g p a r a d i g m , w i t h c l i e n t s r u n n i n g o n d i fg e r e n t n o d e s . U n i x d o m a i n s o c k e t i s p r e f e r a b l e f o r d e s k t o p c a l c u l a t i o n s a s t h e c o m m u n i c a t i o n i s c o n s i d e r a b l y f a s t e r . T h e f o r c e fj e l d s c a l c u l a t i o n s s h o u l d b e a l s o d o n e w i t h t h i s o p t i o n i f p o s s i b l e . I n t e r n e t d o m a i n s o c k e t i s d e s i g n e d f o r h e a v y a b i n i t i o s i m u l a t i o n s o n c l u s t e r s . I t i s i m p o r t a n t t o r e m e m b e r , t h a t t h e a c t u a l s p e e d w o u l d b e d e fj n e d b y t h e s l o w e s t i n s t a n c e o f a n a b i n i t i o c o d e u s e d , b e c a u s e t h e r e s u l t s f o r a l l t h e b e a d s a r e n e e d e d t o m a k e a n e x t s t e p w i t h i n i - P I .