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迈克尔·霍夫曼;弗朗齐斯卡·雀巢;迈克尔·皮皮格

带电荷和偶极子的静电系统的基于NFFT的Ewald求和。 （英语） Zbl 1376.78002号

申请。数字。数学。 122, 39-65 (2017).
摘要：带电粒子系统中库仑相互作用的有效计算在分子动力学模拟领域具有重要意义。众所周知，基于Ewald求和方法和快速傅里叶变换（FFT）可以实现近似。在本文中，我们考虑了含有点电荷和点偶极子混合物的粒子系统。推导了电荷-偶极相互作用Ewald求和公式中的新截止误差，并通过数值例子进行了验证。此外，我们首次提出了一种基于非等间距数据FFT（NFFT）的计算混合电荷偶极相互作用的（mathcal{O}（N\log N））粒子网格算法。我们给出了电荷偶极子系统的第一个数值结果，表明所引入的方法可以调整到高精度，并验证了（mathcal{O}（N\log N））标度。为了有效地计算与偶极子的相互作用，推导并实现了NFFT的两个新变体，即Hessian NFFT和伴随梯度NFFT。在NFFT的背景下，这些新变体本身就非常重要。本文提出的粒子网格方法是粒子-粒子NFFT（P^{2}）框架的扩展。因此，所有先前推导的NFFT特征，包括周期和非周期边界条件的任意组合的处理，混合电荷偶极子和纯偶极子系统现在也支持处理三斜盒子形状和大规模并行实现。这些算法作为ScaFaCoS库的一部分公开提供。

引用于1文件

MSC公司：

78A30型 静电和磁力静力学
78A35型 带电粒子的运动
65T50型 离散和快速傅里叶变换的数值方法
78A50型 光学和电磁理论中的天线、波导
81V70型 多体理论；量子霍尔效应
78M25型 光学中的数值方法（MSC2010）
65兰特 积分变换的数值方法
81V55型 分子物理学

关键词：

求和法;非等间距快速傅里叶变换;粒子方法;带电粒子系统;偶极-偶极相互作用;电荷偶极相互作用;周期边界条件;非等距FFT（NFFT）;颗粒-颗粒NFFT（P2NFFT）;颗粒-颗粒网格（P3M）;scafacos公司

软件：

PNFFT公司;PFFT公司;NFFT3型;P3M3DP（第3页）;ScaFaCoS公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{M.Hofmann}等人，应用。数字。数学。122、39-65（2017年；Zbl 1376.78002）
全文： 内政部

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