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Kohn-Sham密度泛函理论的非周期有限元公式。 (英语) 兹比尔1193.81006

摘要:我们提出了Kohn-Sham密度泛函理论(KS-DFT)的实空间非周期有限元公式。我们将原变分问题转化为局部鞍点问题,并通过证明极小值的存在性来证明其适定性。进一步,我们证明了包括数值求积在内的有限元近似的收敛性。基于区域分解,我们开发了该公式的并行有限元实现,能够执行全电子和赝势计算。我们通过选定的测试案例评估了该公式的准确性,并证明与文献相符。我们还评估了该实现在可伸缩性和收敛速度方面的数值性能。我们认为这项工作是朝着开发一种方法迈出的一步,该方法可以使用密度泛函理论(DFT)以合理的计算成本,通过在必要时保持电子分辨率,并在远处无缝地粗化,来准确地研究缺陷,如空位、位错和裂纹尖端。

MSC公司:

81-08 量子理论相关问题的计算方法
65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
81版本55 分子物理学
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全文: 内政部

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