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有限格上线性化Hartree-Fock方程中的块循环和Toeplitz结构:张量方法。 (英语) Zbl 1380.65355号

摘要:本文介绍并分析了一种新的基于网格的张量方法,用于求解三维网格结构系统的椭圆特征值问题。我们考虑空间(L_1×L_2×L_3)格上线性化的Hartree-Fock方程,用于周期和非周期问题设置,并在局部化Gaussian型轨道基础上离散。在周期情况下,Galerkin系统矩阵遵循三层块循环结构,允许基于快速傅里叶变换(FFT)的对角化,而对于盒子中的有限扩展系统(Dirichlet边界条件)我们得到了扰动块Toeplitz表示,提供了快速的矩阵-向量乘法和低存储容量。提出的基于网格的张量技术有两个优点:(a)Fock矩阵的项是使用三维网格上表示的低秩张量通过一维运算计算的,(b)在周期情况下,傅里叶空间Fock矩阵对角块中的低秩张量结构将传统的三维FFT简化为一维FFT的乘积。用我们以前的单分子张量解算器对具有Dirichlet边界条件的长方体中的格型系统进行了数值处理,由于三维问题的数值成本降低,因此可以在较大的(L_1×L_2×L_3)格上进行计算。对(L\)高达几百的三维矩形“管”中的箱形和周期性\(L\乘以1\乘以1\)晶格链的数值模拟证实了块结构特征值求解器在大\(L\)极限下的理论复杂度边界。

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65N25型 含偏微分方程边值问题特征值问题的数值方法
84年第35季度 福克-普朗克方程
第35页 偏微分方程背景下特征值的估计
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[60] H.-J.Werner和P.J.Knowles,Molpro版本2010.1,用于电子结构计算的Ab-Initio程序包。;沃纳,H.-J。;P.J.诺尔斯。
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