耿伟华;罗伯特·克拉斯尼 用于溶剂化生物分子静电的树形加速边界积分Poisson-Boltzmann解算器。 (英语) Zbl 1349.78084号 J.计算。物理学。 247, 62-78 (2013). 摘要:我们提出了一个树加速边界积分(TABI)求解器,用于求解由线性泊松-玻尔兹曼方程描述的溶剂化生物分子的静电。该方法对分子表面上的静电势及其法向导数采用了条件良好的边界积分公式。曲面采用三角剖分,积分方程采用质心配置法离散。线性系统通过GMRES迭代求解,矩阵-向量乘积由笛卡尔树码实现,该树码将成本从\(O(N^2)\)降低到\(0(N\log N)\),其中\(N\)是三角剖分中的面数。TABI解算器用于计算两种情况下的静电溶剂化能,即柯克伍德球体和溶剂化蛋白质。我们给出了误差、CPU时间和内存使用情况,并比较了泊松-玻尔兹曼方程和泊松方程的结果。我们表明,树码近似误差可以小于离散化误差,并且我们比较了两种树码版本,一种是均匀簇,另一种是适应分子表面的非均匀簇。对于蛋白质测试案例,我们将TABI结果与使用基于网格的APBS代码获得的结果进行了比较,并且我们还提供了使用多达八个处理器的并行TABI模拟。我们发现,TABI求解器表现出良好的串行和并行性能,并结合了相对简单的实现、高效的内存使用和几何适应性。 引用于1审查引用于39文件 MSC公司: 78M15型 边界元法在光学和电磁理论问题中的应用 65号38 偏微分方程边值问题的边界元方法 78A30 静电和磁力静力学 92C30型 生理学(一般) 关键词:静电学;溶剂化生物分子;泊松-玻耳兹曼方程;边界积分方程;树码 软件:塔比卜;MIBPB公司;APBS公司;TABI公司;HOT(热);磁粉探伤;TMSmesh公司;供应商管理部;阿普斯梅姆;美国食品药品监督管理局;FFTSVD公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{W.Geng}和\textit{R.Krasny},J.Compute。物理学。247、62-78(2013年;Zbl 1349.78084) 全文: 内政部 参考文献: [1] Honig,B。;Nicholls,A.,《生物和化学中的经典静电学》,《科学》,2681144-1149(1995) [2] 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