一種含能化合物計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種含能化合物計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：①用戶輸入模塊；②文件輸入/輸出模塊；③分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換模塊；④顯示模塊；⑤爆轟參數(shù)預(yù)測(cè)模塊；⑥分子組合庫(kù)生成模塊，系統(tǒng)還包括：①碎片輸入模塊；②結(jié)構(gòu)預(yù)篩模塊；③物化參數(shù)預(yù)測(cè)模塊。該系統(tǒng)用于輔助設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)新型含能化合物分子結(jié)構(gòu)，具有使用方便、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)快、性能預(yù)測(cè)效率高等特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種含能化合物計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，特別是涉及一種含能化合物計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]自20世紀(jì)90年代以后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及藥物化學(xué)、分子生物學(xué)和計(jì)算化學(xué)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助分子設(shè)計(jì)率先在藥物領(lǐng)域發(fā)展成為一門(mén)完善和新型的研究領(lǐng)域，大大地促進(jìn)了藥物設(shè)計(jì)和新藥開(kāi)發(fā)的效率，成為了藥物研發(fā)過(guò)程中不可或缺的一環(huán)。計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)使得藥物設(shè)計(jì)篩選的效率提高了近千倍，這極大地鼓舞和帶動(dòng)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在其它行業(yè)(如石油化工、含能材料等領(lǐng)域)的發(fā)展，并取得了顯著的效果。如發(fā)明專(zhuān)利號(hào)為ZL 2009 I 0021604.3的含能化合物計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括了①可以繪制含能化合物分子二維平面結(jié)構(gòu)的用戶輸入模塊;②可以對(duì)已輸入的含能化合物分子結(jié)構(gòu)文件進(jìn)行讀取、修改和存儲(chǔ)的文件輸入/輸出模塊;③可以將含能化合物分子的二維平面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成空間三維結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換模塊;④可以顯不含能化合物分子結(jié)構(gòu)的顯不模塊;⑤可以預(yù)測(cè)含能化合物分子爆轟參數(shù)的爆轟參數(shù)預(yù)測(cè)模塊;⑥可以利用組合化學(xué)原理生成含能化合物分子組合庫(kù)的分子組合庫(kù)生成模塊。該系統(tǒng)將傳統(tǒng)的人腦加經(jīng)驗(yàn)的“畫(huà)加打”含能化合物設(shè)計(jì)模式轉(zhuǎn)變成了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)快速組合的模式，設(shè)計(jì)出了一系列性能優(yōu)異的含能化合物結(jié)構(gòu)(如ZL 2013 I 8008757.UZL 2012 I 8003857.0^ZL 20131 8001144.5等)，加快了新型含能化合物的研發(fā)速度。
[0003]然而，含能化合物計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)還存在如下不足:(I)缺乏智能化的碎片輸入模塊，致使采用分子組合庫(kù)生成模塊進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)每次均需要專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行碎片的smiles碼編寫(xiě)，使用不便；(2)缺乏結(jié)構(gòu)預(yù)篩功能，致使組合出的分子結(jié)構(gòu)過(guò)多，帶來(lái)后續(xù)篩選性能優(yōu)異的分子結(jié)構(gòu)時(shí)工作量大，效率低的問(wèn)題；(3)缺乏物化參數(shù)大規(guī)模并行計(jì)算模塊，致使預(yù)測(cè)爆轟參數(shù)必需的密度、生成焓必須在計(jì)算速度慢的本地計(jì)算機(jī)上進(jìn)行預(yù)測(cè)后直接提取結(jié)果或在其它設(shè)備、軟件上進(jìn)行預(yù)測(cè)后再手工輸入結(jié)果，帶來(lái)了計(jì)算速度慢或使用不便的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種含能化合物計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，能夠方便、高效地實(shí)現(xiàn)成千上萬(wàn)種新型含能化合物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與篩選、物化參數(shù)預(yù)測(cè)及爆轟參數(shù)預(yù)測(cè)。該系統(tǒng)提供①“傻瓜式”的碎片輸入模塊，用戶只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)就可提取并自動(dòng)轉(zhuǎn)換為需要組合的含能碎片smiles碼，操作簡(jiǎn)單，無(wú)需專(zhuān)業(yè)人員編寫(xiě)相應(yīng)的smiles碼;②簡(jiǎn)便、快速的結(jié)構(gòu)預(yù)篩模塊，能夠根據(jù)用戶需求自動(dòng)、快速地剔除掉大量性能差的分子結(jié)構(gòu)，從而篩選出氧平衡好、撞擊感度低的分子結(jié)構(gòu);③可大規(guī)模并行計(jì)算的物化參數(shù)預(yù)測(cè)模塊，能夠通過(guò)大規(guī)模并行計(jì)算快速地預(yù)測(cè)出含能化合物分子物化參數(shù)，并將密度、生成焓預(yù)測(cè)結(jié)果自動(dòng)提取到爆轟參數(shù)預(yù)測(cè)模塊。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案:
[0006]一種含能化合物計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)對(duì)含能化合物分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)以及對(duì)含能化合物分子物化參數(shù)、爆轟參數(shù)進(jìn)行預(yù)估，以開(kāi)發(fā)新的含能化合物。系統(tǒng)包括:
[0007]用戶輸入模塊，用于用戶通過(guò)鼠標(biāo)繪制含能化合物分子的二維平面結(jié)構(gòu)；
[0008]文件輸入/輸出模塊，用于對(duì)已輸入的含能化合物分子結(jié)構(gòu)文件進(jìn)行讀取、修改和存儲(chǔ)；
[0009]分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換模塊，用于將含能化合物分子的二維平面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成空間三維結(jié)構(gòu)；
[0010]顯示模塊，用于顯示打開(kāi)的含能化合物分子結(jié)構(gòu)文件或用戶繪制的含能化合物分子結(jié)構(gòu)；
[0011]爆轟參數(shù)預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)含能化合物分子結(jié)構(gòu)的性質(zhì)來(lái)預(yù)測(cè)分子的爆轟參數(shù)；
[0012]分子組合庫(kù)生成模塊，用于利用組合化學(xué)原理生成含能化合物分子組合庫(kù)；
[0013]其特征在于，該系統(tǒng)還包括:
[0014]碎片輸入模塊，用于用戶通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊選取期望組合的含能母環(huán)及基團(tuán)碎片；
[0015]結(jié)構(gòu)預(yù)篩模塊，用于用戶根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)定氧平衡、撞擊感度值進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)預(yù)篩；
[0016]物化參數(shù)預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)含能化合物分子結(jié)構(gòu)的性質(zhì)來(lái)預(yù)測(cè)分子的物化參數(shù)；
[0017]碎片輸入模塊與分子組合庫(kù)生成模塊連接，分子組合庫(kù)生成模塊與結(jié)構(gòu)預(yù)篩模塊連接，用戶輸入模塊、文件輸入/輸出模塊、分子組合庫(kù)生成模塊分別與分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換模塊連接，分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換模塊通過(guò)連接的顯示模塊與物化參數(shù)預(yù)測(cè)模塊和爆轟參數(shù)預(yù)測(cè)模塊連接，物化參數(shù)預(yù)測(cè)模塊與爆轟參數(shù)預(yù)測(cè)模塊連接。
[0018]所述的碎片輸入模塊包括了41個(gè)常用環(huán)模板圖形和42個(gè)常用基團(tuán)模板圖形，用戶可以根據(jù)需求直接從中選擇環(huán)和基團(tuán)進(jìn)行組合，設(shè)計(jì)出新的分子結(jié)構(gòu)。
[0019]所述的結(jié)構(gòu)預(yù)篩模塊包括了氧平衡預(yù)篩模塊和撞擊感度預(yù)篩模塊，用戶可以根據(jù)需求對(duì)設(shè)計(jì)的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行氧系數(shù)0B(a <0B< b)和撞擊感度H5Q(a < Hso < b)的預(yù)篩。
[0020]所述的物化參數(shù)預(yù)測(cè)模塊包括了本地預(yù)測(cè)模塊和網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模塊。其中網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模塊包括了服務(wù)器端和客戶端。服務(wù)器端布置在工作站和大型服務(wù)器上，用于任務(wù)提交和監(jiān)控功能，主要包括任務(wù)池管理模塊、任務(wù)提交模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊;客戶端主要用于為用戶提供可視化圖形界面及任務(wù)提交，包括圖形界面模塊、ftp文件上傳模塊、Socket網(wǎng)絡(luò)通信模塊。用戶可以將物化參數(shù)計(jì)算任務(wù)，包括預(yù)測(cè)爆轟性能必需的密度、生成焓參數(shù)計(jì)算任務(wù)傳輸?shù)椒?wù)器端進(jìn)行大規(guī)模并行計(jì)算并返回結(jié)果。
[0021 ]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的含能化合物計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，能夠提供給用戶一套全面、簡(jiǎn)便、高效的系統(tǒng)來(lái)從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)含能化合物分子。用戶可以通過(guò)用戶輸入模塊來(lái)繪制含能化合物分子結(jié)構(gòu)，也可以通過(guò)文件輸入/輸出模塊讀取含能化合物分子結(jié)構(gòu)，還可以通過(guò)碎片輸入模塊和分子組合庫(kù)生成模塊來(lái)“傻瓜式”地設(shè)計(jì)含能化合物分子結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行合成實(shí)驗(yàn)前，用戶可以通過(guò)結(jié)構(gòu)預(yù)篩模塊、物化參數(shù)預(yù)測(cè)模塊和爆轟參數(shù)預(yù)測(cè)模塊對(duì)含能化合物進(jìn)行快速的性能預(yù)測(cè)，從中篩選出性能優(yōu)異的含能化合物分子結(jié)構(gòu)，從而避免盲目合成新化合物，并對(duì)新型含能化合物的設(shè)計(jì)提供一些理論依據(jù)。該系統(tǒng)具有很好的靈活性、可擴(kuò)充性，還可以廣泛適用于除含能化合物以外的其它化合物分子的設(shè)計(jì)。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
[0023]圖2是本發(fā)明的流程圖
[0024]圖3是本發(fā)明碎片輸入模塊工作流程圖
[0025]圖4是本發(fā)明結(jié)構(gòu)預(yù)篩模塊工作流程圖
[0026]圖5是本發(fā)明物化參數(shù)預(yù)測(cè)模塊工作流程圖
[0027]圖6是本發(fā)明撞擊感度計(jì)算的流程圖
[0028]圖7是本發(fā)明服務(wù)器端和客戶端的通信過(guò)程圖
[0029]圖8是圖3、圖4、圖5效果的一個(gè)具體實(shí)施例圖
[0030]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限于這些實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0031]本發(fā)明的含能化合物計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)思路是提供給用戶一套全面、簡(jiǎn)便、高效的系統(tǒng)來(lái)從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)含能化合物分子。用戶可以根據(jù)自身的需要自行選擇或者繪制符合其技術(shù)條件的含能分子結(jié)構(gòu)，也可以從通過(guò)碎片輸入模塊、分子組合庫(kù)生成模塊、結(jié)構(gòu)預(yù)篩模塊設(shè)計(jì)篩選的成千上萬(wàn)個(gè)新型含能化合物分子結(jié)構(gòu)中選擇需要的含能化合物分子。選擇出的含能化合物分子結(jié)構(gòu)可以通過(guò)分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換模塊由二維結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為三維結(jié)構(gòu)，并通過(guò)顯示模塊以三維形式顯示出來(lái)。顯示出的含能化合物分子結(jié)構(gòu)可以通過(guò)物化參數(shù)預(yù)測(cè)模塊進(jìn)行快速的物化參數(shù)預(yù)測(cè)，并將分子式、分子量、密度、生成焓的值提取到爆轟參數(shù)預(yù)測(cè)模塊進(jìn)行爆轟參數(shù)的預(yù)測(cè)。爆轟參數(shù)的預(yù)測(cè)也可以將已知的分子式、分子量、密度、生成焓的值直接輸入進(jìn)行預(yù)測(cè)。
[0032]參見(jiàn)圖1，本發(fā)明的含能化合物計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)對(duì)含能化合物的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)以及對(duì)含能化合物分子性能進(jìn)行預(yù)測(cè)，以開(kāi)發(fā)新的含能化合物，由九個(gè)主要單元模塊構(gòu)成，各單元模塊具有各自不同的功能。系統(tǒng)采用Visual Stud1 2005開(kāi)發(fā)，使用C++語(yǔ)言進(jìn)行程序開(kāi)發(fā)，圖形庫(kù)使用OpenGL。
[0033]該系統(tǒng)包括:
[0034]用戶輸入模塊，用于用戶通過(guò)鼠標(biāo)繪制含能化合物分子的二維平面結(jié)構(gòu)；
[0035]文件輸入/輸出模塊，用于對(duì)已輸入的含能化合物分子結(jié)構(gòu)文件進(jìn)行讀取、修改和存儲(chǔ)；
[0036]分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換模塊，用于將含能化合物分子的二維平面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成空間三維結(jié)構(gòu)；
[0037]顯示模塊，用于顯示打開(kāi)的含能化合物分子結(jié)構(gòu)文件或用戶繪制的含能化合物分子結(jié)構(gòu)；
[0038]爆轟參數(shù)預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)含能化合物分子結(jié)構(gòu)的性質(zhì)來(lái)預(yù)測(cè)分子的爆轟參數(shù)；
[0039]分子組合庫(kù)生成模塊，用于利用組合化學(xué)原理生成含能化合物分子組合庫(kù)；
[0040]該系統(tǒng)還包括:
[0041]碎片輸入模塊，用于用戶通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊選取期望組合的含能母環(huán)及基團(tuán)碎片；
[0042]結(jié)構(gòu)預(yù)篩模塊，用于用戶根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)定氧平衡、撞擊感度值進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)預(yù)篩；
[0043]物化參數(shù)預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)含能化合物分子結(jié)構(gòu)的性質(zhì)來(lái)預(yù)測(cè)分子的物化參數(shù)。
[0044]碎片輸入模塊與分子組合庫(kù)生成模塊連接，分子組合庫(kù)生成模塊與結(jié)構(gòu)預(yù)篩模塊連接，用戶輸入模塊、文件輸入/輸出模塊、分子組合庫(kù)生成模塊分別與分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換模塊連接，分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換模塊通過(guò)連接的顯示模塊與物化參數(shù)預(yù)測(cè)模塊和爆轟參數(shù)預(yù)測(cè)模塊連接，物化參數(shù)預(yù)測(cè)模塊與爆轟參數(shù)預(yù)測(cè)模塊連接。
[0045]上述所述的碎片輸入模塊包括了41個(gè)常用環(huán)模板圖形和42個(gè)常用基團(tuán)模板圖形，用戶可以根據(jù)需求直接從中選擇環(huán)和基團(tuán)進(jìn)行組合，設(shè)計(jì)出新的分子結(jié)構(gòu)。
[0046]上述所述的結(jié)構(gòu)預(yù)篩模塊包括了氧平衡預(yù)篩模塊和撞擊感度預(yù)篩模塊，用戶可以根據(jù)需求對(duì)設(shè)計(jì)的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行氧平衡0B(a <0B< b)和撞擊感度H5Q(a < H50 < b)的預(yù)篩。
[0047]上述所述的物化參數(shù)預(yù)測(cè)模塊包括了本地預(yù)測(cè)模塊和網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模塊。其中網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模塊包括了服務(wù)器端和客戶端。服務(wù)器端布置在工作站和大型服務(wù)器上，用于任務(wù)提交和監(jiān)控功能，主要包括任務(wù)池管理模塊、任務(wù)提交模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊;客戶端主要用于為用戶提供可視化圖形界面及任務(wù)提交，包括圖形界面模塊、ftp文件上傳模塊、Socket網(wǎng)絡(luò)通信模塊。用戶可以將物化參數(shù)計(jì)算任務(wù)，包括預(yù)測(cè)爆轟性能必需的密度、生成焓參數(shù)計(jì)算任務(wù)傳輸?shù)椒?wù)器端進(jìn)行大規(guī)模并行計(jì)算并返回結(jié)果。
[0048]系統(tǒng)程序界面使用MFC編寫(xiě)，使用的是單文檔結(jié)構(gòu)，用戶執(zhí)行可執(zhí)行程序之后進(jìn)入程序界面，程序界面中上部是菜單條和工具欄;左邊是樹(shù)形列表，用樹(shù)形結(jié)構(gòu)來(lái)表示分子結(jié)構(gòu)；下部是命令編輯框兼輸出框，用于輸入命令和輸出計(jì)算結(jié)果;右部是顯示區(qū)域，用來(lái)顯不分子結(jié)構(gòu)。
[0049]圖2為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】流程圖。
[0050]用戶可以根據(jù)自身的需要選擇繪制方式、輸入方式或生成方式。其中，生成方式即用戶通過(guò)碎片輸入模塊、分子組合庫(kù)生成模塊及結(jié)構(gòu)預(yù)篩模塊生成并篩選出符合需要的分子結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換模塊、顯示模塊、物化參數(shù)預(yù)測(cè)模塊以及爆轟參數(shù)預(yù)測(cè)模塊獲得物化參數(shù)、爆轟參數(shù)滿足需求的分子結(jié)構(gòu)。
[0051]參照?qǐng)D3所示，用戶借助碎片輸入模塊進(jìn)行分子設(shè)計(jì)時(shí)，只需用鼠標(biāo)點(diǎn)擊分別打開(kāi)母環(huán)碎片模板和基團(tuán)碎片模板，選擇需要的母環(huán)和基團(tuán)碎片，碎片便可自動(dòng)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的smile表達(dá)式，進(jìn)入分子組合庫(kù)生成模塊進(jìn)行分子的設(shè)計(jì)。
[0052]參照?qǐng)D4所示，用戶借助結(jié)構(gòu)預(yù)篩模塊進(jìn)行結(jié)構(gòu)預(yù)篩時(shí)，只需輸入滿足需求的氧系數(shù)和撞擊感度值，系統(tǒng)便可計(jì)算并篩選出滿足要求的分子結(jié)構(gòu)。
[0053]參照?qǐng)D5所示，用戶借助物化參數(shù)預(yù)測(cè)模塊進(jìn)行密度、生成焓等物化參數(shù)預(yù)測(cè)時(shí)，只需輸入或選擇合適的計(jì)算方法和參數(shù)名稱(chēng)，便可得到需要的參數(shù)值。
[0054]以下是發(fā)明人給出的一些具體實(shí)施例，需要說(shuō)明的是本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。
[0055]圖6是本發(fā)明撞擊感度計(jì)算的流程圖，以下結(jié)合圖6說(shuō)明其流程:
[0056]第一步為讀取分子結(jié)構(gòu)，第二步為分析分子中各種元素的數(shù)目，第三步為進(jìn)行子結(jié)構(gòu)搜尋，a)對(duì)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，分解成環(huán)和碎片基團(tuán)；b)對(duì)目標(biāo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，分解出環(huán)部分和基團(tuán)部分;c)將兩部分分別進(jìn)行匹配，去除基團(tuán)和環(huán)不相連的結(jié)構(gòu);d)得到相匹配的子結(jié)構(gòu)，第四步為根據(jù)不同參數(shù)計(jì)算撞擊感度。
[0057]圖7是本發(fā)明服務(wù)器端和客戶端的通信過(guò)程圖，以下結(jié)合圖7說(shuō)明其通信過(guò)程:
[0058](a)服務(wù)器等待客戶端連接；(b)客戶端發(fā)送連接請(qǐng)求；(c)服務(wù)器發(fā)送當(dāng)前服務(wù)器狀態(tài)；(d)客戶端上傳任務(wù)；(e)服務(wù)器接收任務(wù)；(f)客戶端發(fā)送任務(wù)提交申請(qǐng)；(g)服務(wù)器根據(jù)任務(wù)池情況，運(yùn)行任務(wù)或者等待；(h)任務(wù)完成，通知客戶端任務(wù)完成。
[0059]實(shí)施例1
[0060]圖8是圖3、圖4、圖5效果的一個(gè)具體實(shí)施例圖，以下結(jié)合圖8進(jìn)行說(shuō)明:
[0061 ] 隨機(jī)選取苯環(huán)、I，3，5-三嗪環(huán)為母環(huán)，選取氨基、硝基為基團(tuán)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，碎片輸入模塊可以讓用戶采取只需在模板上畫(huà)“I”選擇苯環(huán)、I，3，5_三嗪環(huán)、氨基、硝基的簡(jiǎn)單方式進(jìn)入分子組合庫(kù)生成模塊進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，無(wú)需再手動(dòng)輸入苯環(huán)、I，3，5-三嗪環(huán)、氨基、硝基的smiles化學(xué)表達(dá)式。結(jié)構(gòu)預(yù)篩模塊可以將滿足用戶需求條件為0.45《氧系數(shù)<1.15，30cm <撞擊感度H5q < 500cm的3550個(gè)分子結(jié)構(gòu)從43636個(gè)分子中篩選出來(lái)，設(shè)計(jì)速度也由86分鐘縮短為8分鐘。物化參數(shù)預(yù)測(cè)模塊可以采取服務(wù)器并行計(jì)算的模式，從而將3550個(gè)分子結(jié)構(gòu)的物化性能在幾小時(shí)?幾十天時(shí)間內(nèi)獲得，可比采取本地PC機(jī)計(jì)算的模式時(shí)間縮短幾十甚至幾百倍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種含能化合物計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)對(duì)含能化合物分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)以及對(duì)含能化合物分子物化參數(shù)、爆轟參數(shù)進(jìn)行預(yù)估，以開(kāi)發(fā)新的含能化合物;系統(tǒng)包括: 用戶輸入模塊，用于用戶通過(guò)鼠標(biāo)繪制含能化合物分子的二維平面結(jié)構(gòu)； 文件輸入/輸出模塊，用于對(duì)已輸入的含能化合物分子結(jié)構(gòu)文件進(jìn)行讀取、修改和存儲(chǔ)； 分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換模塊，用于將含能化合物分子的二維平面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成空間三維結(jié)構(gòu)； 顯示模塊，用于顯示打開(kāi)的含能化合物分子結(jié)構(gòu)文件或用戶繪制的含能化合物分子結(jié)構(gòu)； 爆轟參數(shù)預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)含能化合物分子結(jié)構(gòu)的性質(zhì)來(lái)預(yù)測(cè)分子的爆轟參數(shù)； 分子組合庫(kù)生成模塊，用于利用組合化學(xué)原理生成含能化合物分子組合庫(kù)； 其特征在于，該系統(tǒng)還包括: 碎片輸入模塊，用于用戶通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊選取期望組合的含能母環(huán)及基團(tuán)碎片；結(jié)構(gòu)預(yù)篩模塊，用于用戶根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)定氧平衡、撞擊感度值進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)預(yù)篩；物化參數(shù)預(yù)測(cè)模塊，用于根據(jù)含能化合物分子結(jié)構(gòu)的性質(zhì)來(lái)預(yù)測(cè)分子的物化參數(shù)；碎片輸入模塊與分子組合庫(kù)生成模塊連接，分子組合庫(kù)生成模塊與結(jié)構(gòu)預(yù)篩模塊連接，用戶輸入模塊、文件輸入/輸出模塊、分子組合庫(kù)生成模塊分別與分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換模塊連接，分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換模塊通過(guò)連接的顯示模塊與物化參數(shù)預(yù)測(cè)模塊和爆轟參數(shù)預(yù)測(cè)模塊連接，物化參數(shù)預(yù)測(cè)模塊與爆轟參數(shù)預(yù)測(cè)模塊連接。2.如權(quán)利要求1所述的含能化合物計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，所述的碎片輸入模塊包括了 41個(gè)常用環(huán)模板圖形和42個(gè)常用基團(tuán)模板圖形，用戶可以根據(jù)需求直接從中選擇環(huán)和基團(tuán)進(jìn)行組合，設(shè)計(jì)出新的分子結(jié)構(gòu)。3.如權(quán)利要求1所述的含能化合物計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，所述的結(jié)構(gòu)預(yù)篩模塊包括了氧平衡預(yù)篩模塊和撞擊感度預(yù)篩模塊，用戶可以根據(jù)需求對(duì)設(shè)計(jì)的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行氧系數(shù)OB(a <0B< b)和撞擊感度H5Q(a < Hso < b)的預(yù)篩。4.如權(quán)利要求1所述的含能化合物計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，所述的物化參數(shù)預(yù)測(cè)模塊包括了本地預(yù)測(cè)模塊和網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模塊;其中網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模塊包括了服務(wù)器端和客戶端;服務(wù)器端布置在工作站和大型服務(wù)器上，用于任務(wù)提交和監(jiān)控功能，主要包括任務(wù)池管理模塊、任務(wù)提交模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊;客戶端主要用于為用戶提供可視化圖形界面及任務(wù)提交，包括圖形界面模塊、ftp文件上傳模塊、Socket網(wǎng)絡(luò)通信模塊;用戶可以將物化參數(shù)計(jì)算任務(wù)，包括預(yù)測(cè)爆轟性能必需的密度、生成焓參數(shù)計(jì)算任務(wù)傳輸?shù)椒?wù)器端進(jìn)行大規(guī)模并行計(jì)算并返回結(jié)果。
【文檔編號(hào)】G06F19/16GK105844028SQ201610182584
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月28日
【發(fā)明人】來(lái)蔚鵬, 張?chǎng)钨S, 劉英哲, 尉濤, 廉鵬, 任淦, 朱維良, 葛忠學(xué), 王伯周
【申請(qǐng)人】西安近代化學(xué)研究所