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非连续Galerkin框架下Kohn-Sham密度泛函理论的自适应局部基集。I:总能量计算。 (英语) Zbl 1251.82008年

众所周知,科恩-沙姆密度泛函理论是应用最广泛的电子结构理论之一。本文提出了一种新的离散化方案,该方案自适应地、系统地将核周围Kohn-Sham轨道的快速振荡以及环境效应构建到基函数中。在该方案中,生成的基函数是根据局部域(称为元素)中的原子配置自适应地、无缝地构造的。基函数在元素边界处是不连续的,它们构成了不连续Galerkin(DG)框架中使用的基集。DG框架的灵活性允许作者使用这些不连续基函数来近似连续的Kohn-Sham轨道。此外,它们在总能量计算中实现了高精度,每个原子的基函数数非常少(4–40)。新方法(即作者的方法)与一个相当通用的数据通信框架并行实现,当前实现能够计算由数千个原子组成的系统的总能量。作者还将DG算法应用于求解具有振荡特征函数的特征值问题,并通过数值求解辅助局部问题来构造基函数。

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82B10型 量子平衡统计力学(通用)
82-08 计算方法(统计力学)(MSC2010)
55年第35季度 NLS方程(非线性薛定谔方程)
65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
2015财年65 矩阵特征值和特征向量的数值计算
65Z05个 科学应用
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