Профессор Алан МакГоги из Университета Карнеги-Меллона недавно организовал «Олимпиаду фононов», собрав разработчиков и опытных пользователей для тестирования трёх ведущих пакетов для расчёта теплопроводности с открытым исходным кодом.
Хотя на «Олимпиаде фононов» нет медалей, сотрудничество, необходимое для оценки точности трёх широко используемых пакетов, стоит больше, чем золото.
В течение последнего десятилетия исследователи, стремящиеся понять свойства новых материалов, обращались к пакетам с открытым исходным кодом для расчёта теплопроводности. Эти пакеты позволяют более широкому сообществу изучать тепловой транспорт, но до сих пор у пользователей не было возможности узнать, будут ли пакеты выдавать согласованные и точные результаты.
Шесть команд приняли участие в «Олимпиаде фононов», чтобы протестировать каждый из трёх наиболее цитируемых пакетов: ALAMODE, phono3py и ShengBTE.
Для каждого пакета одна команда состояла из разработчиков, а другая — из опытных пользователей. Каждая команда провела сравнительные расчёты для четырёх материалов: германия, бромида рубидия, монослойного диселенида молибдена и нитрида алюминия.
Как [опубликовало](https://pubs.aip.org/jap/article/138/13/135108/3366423/Phonon-Olympics-Phonon-property-and-lattice) в Journal of Applied Physics, рассчитанная командами теплопроводность для каждого из четырёх материалов оказалась в пределах 15% от средних значений.
«Это хороший признак того, что при правильном использовании эти коды дают нам согласованный прогноз теплопроводности», — сказал МакГоги, профессор машиностроения. «Этот результат лучше, чем мы ожидали».
Команда также задокументировала лучшие практики выполнения расчётов. Они надеются, что это поможет начинающим пользователям понять, что от их действий зависит результат.
С помощью такой программы пользователи не могут просто загрузить код и нажать «пуск». Например, они должны определить, как смоделировать атомные взаимодействия, создать цифровую выборку материала и сопоставить точность с вычислительными затратами.
«Чем больше исследователей будет в этой области, тем больше будет достижений, но только если их выводы будут обоснованы. Многие люди пишут код и выкладывают его в интернет, но важно, чтобы он был тщательно проверен, чтобы гарантировать надёжные результаты», — сказал он.
Приверженность каждого члена команды, участвовавшего в этом четырёхлетнем проекте, свидетельствует о том, насколько важна проверка этих кодов с открытым исходным кодом.
«Несмотря на пандемии и личные перемены, 17 человек объединились, чтобы выполнить эту работу», — сказал МакГоги. «Участие в таких командных усилиях действительно особенное, как лично, так и для научного сообщества в целом».
Предоставлено [Carnegie Mellon University Mechanical Engineering](https://phys.org/partners/carnegie-mellon-university-mechanical-engineering/)
calculation packages was worth more than gold.»,»For the last decade, researchers seeking to understand the properties of new materials have turned to open-source packages to perform thermal conductivity calculations. These packages enable a broader community to study thermal transport, but until now users had no way of knowing whether or not each package would produce consistent and accurate results.»,»Coordinated by McGaughey, six teams participated in the Phonon Olympics to test each of the three most cited packages: ALAMODE, phono3py, and ShengBTE. For each package, one team was made up of the developers while the other consisted of expert users. Each team conducted benchmark calculations for four materials: geranium, rubidium bromide, monolayer molybdenum diselenide, and aluminum nitride.»,»As published in the Journal of Applied Physics, the thermal conductivities calculated by the teams fell within 15% of their mean values for each of the four materials.»,»\»This is a good sign that when used properly, these codes give us a consistent prediction of thermal conductivity,\» said McGaughey, professor of mechanical engineering. \»This outcome is better than what we expected.\»»,»The team also documented best practices for how to perform the calculations. They hope this will help novice users recognize that how they use these open-source packages impacts their results.»,»With this type of program, users can’t just download a code and hit \»go.\» For example, they must determine how to model the atomic interactions, build a digital sample of the material, and weigh accuracy vs. computational cost.»,»\»Having more researchers in this space will lead to more advancement, but only if their findings are well grounded. A lot of people write code and put it on the internet, but it’s important that they are rigorously checked to make sure they give trustworthy results,\» he said.»,»The dedication of every team member involved in this four-year project is a testament to just how important validating these open-source codes is.»,»\»Through pandemics and personal changes, 17 people pulled together to get this job done,\» McGaughey said. \»Being part of a team effort like this is really special, both personally and for the greater research community.\»»,»\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tProvided by\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tCarnegie Mellon University Mechanical Engineering\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t»,»\n\t\t\t\t\t\t\tMore from Atomic and Condensed Matter\n\t\t\t\t\t\t «]’>Источник