Brownian dynamics simulation of an electrolyte confined around a macroion with discrete charge (Parallelized with OpenACC). In the thesis you can find all the information about the simulation program, such as the theoretical framework, the tools used, the algorithms, the tests, and some runtime results as well as the behavior of the simulation. To run the simulation, you need to have nvcc installed, which you can download here.
The aim of this study was to analyze the behavior of an electrolyte around a macroion with discrete charge composed of different types of charges (negative and positive), as even with the same net charge, the behavior differs.
Rodríguez Gallegos, E. R. (2023). Brownian dynamics simulation of an electrolyte confined around a macroion with discrete charge [Bachelor's thesis, Universidad Autónoma de San Luis Potosí]. GitHub Repository. https://github.com/Rodolfo-Gallegos/electrolyte_simulation.
Español:
Simulación de dinámica browniana de un electrolito confinado alrededor de un macroion con carga discreta (Paralelizada con OpenACC). En la tesis puedes encontrar toda la información sobre el programa de simulación, como el marco teórico, las herramientas utilizadas, los algoritmos, las pruebas y algunos resultados de tiempo de ejecución así como el comportamiento de la simulación. Para ejecutar la simulación necesitas tener instalado nvcc, lo puedes descargar aquí.
El objetivo de este trabajo fue analizar el comportamiento de un electrolito en presencia de un macroión con carga discreta, compuesta por diferentes tipos de carga (negativa y positiva). Se observó que, incluso con la misma carga neta, el comportamiento del sistema varía significativamente.
Rodríguez Gallegos, E. R. (2023). Simulación de dinámica browniana de un electrolito confinado alrededor de un macroion con carga discreta [Tesis de licenciatura, Universidad Autónoma de San Luis Potosí]. Repositorio GitHub. https://github.com/Rodolfo-Gallegos/electrolyte_simulation.
Below are some images of the simulation visualized with Jmol (Jmol):
Electrolyte surrounding a macroion with its charge distributed over 8100 sites on the surface of a sphere
Electrolito alrededor de un macroion que tiene su carga distribuida en 8100 sitios de la superficie de una esfera
Electrolyte surrounding a macroion with its charge distributed over 1700 sites on the surface of a sphere
Electrolito alrededor de un macroion que tiene su carga distribuida en 1700 sitios de la superficie de una esfera
Electrolyte surrounding a macroion with its charge distributed over 2 sites on the surface of a sphere
Electrolito alrededor de un macroion que tiene su carga distribuida en 2 sitios de la superficie de una esfera
Electrolyte surrounding a macroion with its charge distributed over 1000 sites on the surface of a sphere
Electrolito alrededor de un macroion que tiene su carga distribuida en 1000 sitios de la superficie de una esfera
Graph of times for the simulation of the electrolyte around a macroion with discrete charge. OpenMP vs OpenACC vs Serial
Gráfico de tiempos para la simulación del electrolito alrededor de un macroion con carga discreta. OpenMP vs OpenACC vs Serial
Graph of times for the simulation of the Thomson problem. OpenMP vs OpenACC vs Serial
Gráfico de tiempos para la simulación del problema de Thomson. OpenMP vs OpenACC vs Serial
Electrolyte surrounding a macroion with its charge in the center
Electrolito alrededor de un macroion que tiene su carga en el centro
Thomson problem N = 972
Thomson problem N = 80
GPU distribution
CPU distribution
Electrolyte surrounding a macroion with discrete charge
Electrolito alrededor de un macroion con carga discreta
Thomson problem N = 1000
Thomson problem N = 120
Spherical charge density per unit volume
Densidad de carga esférica por unidad de volumen
Modified Lennard-Jones potential
Potencial de Lennard-Jones modificado
Brownian motion
Movimiento Browniano