基于区域分解、有限元和有限差分的尺寸修正泊松 - 玻尔兹曼方程混合求解器
数值分析
2016-10-21 v1 计算物理
摘要
尺寸修正泊松 - 玻尔兹曼方程（SMPBE）是流行的介电模型泊松 - 玻尔兹曼方程（PBE）的一个重要变体，用于反映离子溶剂中生物分子静电预测中的离子尺寸效应。本文利用解分解、Schwartz 重叠区域分解、有限元和有限差分方法，开发了一种新的 SMPBE 混合求解器。该软件包基于 FEniCS 项目中最先进的有限元库 DOLFIN，使用 C、Fortran 和 Python 编写。该软件包在具有解析解的 Born 球模型和具有已知物理性质的偶极子模型上得到了充分验证。对六种具有不同净电荷的蛋白质的数值结果证明了其高性能。最后，展示了这种新的 SMPBE 混合求解器在计算 216 种生物分子的静电溶剂化自由能以及 DNA-药物复合物的结合自由能时具有数值稳定性和收敛性。
引用
@article{arxiv.1610.06173,
title = {A Hybrid Solver of Size Modified Poisson-Boltzmann Equation by Domain Decomposition, Finite Element, and Finite Difference},
author = {Jinyong Ying and Dexuan Xie},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.06173},
year = {2016}
}
备注
21 pages, 6 figures