Мультипопуляционный генетический алгоритм моделирования кристаллической структуры из рентгенодифракционных данных

Abstract

Предложен мультипопуляционный параллельный генетический алгоритм для моделирования атомной кристаллической структуры химических соединений из данных рентгеновской порошковой дифракции. Индивидуальные генетические алгоритмы выполняются на разных узлах вычислительного кластера. Лучшие структурные модели из всех узлов подвергаются локальной оптимизации по методу полнопрофильного структурного анализа и накапливаются на управляющем узле. Он управляет их выборочной миграцией обратно в популяции на вычислительных узлах. Работа мультипопуляционного алгоритма обсуждается на тестовых структурах с 9-10 независимыми атомами

A multipopulation genetic algorithm for a crystal structure solution from the X-ray powder diffraction data is proposed. Individual genetic algorithms are executed on different units of the computing cluster. The local optimization is performed periodically by the full-profile structure analysis (Rietveld method). The best trial structures are accumulated on the control unit for migration back to the routine compute units. The work of multi-population algorithm is discussed on 3 example of test structures with 9-10 independent atoms. The reliability of the structure search increases in a half order of magnitude more due to migration