CANN Velocity Verlet时间积分

Velocity Verlet — 时间积分

【免费下载链接】mat-chem-sim-pred面向工业领域，聚焦计算仿真、预测两大核心场景，构建面向流程工业"机理+数据"双轮驱动的领域计算层，推动AI for Science在材料化学领域的深度应用。项目地址: https://gitcode.com/cann/mat-chem-sim-pred

类型: NPU AIV Kernel × 3 |依赖: 无 |编译: 可独立编译

功能

标准3步Velocity Verlet积分器 + NPT扩展:

• vv_integrate: 半步速度更新 + 全步位置更新 (v(t+dt/2), x(t+dt))
• vv_finish: 力评估后全步速度完成 (v(t+dt))
• thermo_scale: NPT恒温/恒压速度+盒子缩放

文件结构

Velocity_Verlet/ ├── README.md ├── CMakeLists.txt ├── op_kernel/ │ ├── vv_integrate.cpp / .h # 半步+位置 │ ├── vv_finish.cpp / .h # 速度完成 │ └── thermo_scale.cpp / .h # 恒温/恒压 ├── op_host/ │ ├── vv_host.h/.cpp # Host端统一接口 │ ├── velocity_verlet.h # 状态结构体 │ └── gen_vv_inc.py # kernel→header转换 └── docs/algorithm.md

独立编译

cd npu_ops/velocity-verlet && mkdir build && cd build cmake .. -DASCEND_CANN_PACKAGE_PATH=/path/to/cann make -j4 # → libvv_host.a + 3个kernel .so

快速使用

#include "vv_host.h" #include "velocity_verlet.h" VVConfig cfg; cfg.num_atoms = n_atoms; cfg.dt = 0.001; // ps (1 fs) VVHost vv; vv.Initialize(cfg); // 每步: 积分 → 算力 → 完成 vv.Integrate(coords, velocities, masses, forces, dt, box); // ... 计算新力 ... vv.Finish(velocities, masses, forces, dt); // NPT: 需要额外恒温/恒压缩放 vv.ThermoScale(velocities, box, T_target, P_target, tau_t, tau_p);

参考

算法详情:docs/algorithm.md

【免费下载链接】mat-chem-sim-pred面向工业领域，聚焦计算仿真、预测两大核心场景，构建面向流程工业"机理+数据"双轮驱动的领域计算层，推动AI for Science在材料化学领域的深度应用。项目地址: https://gitcode.com/cann/mat-chem-sim-pred