分子与胶体静电学的一种稳健且精确的公式
计算物理
2019-10-14 v1 化学物理
摘要
本文提出了分子与胶体静电学德拜-休克尔模型的边界积分法(BIM)的重新表述,消除了已被视为传统 BIM 固有部分的数学奇异性。当前边界正则化积分方程公式的本质在于从传统 BIM 中减去一个已知解,从而消去与格林函数相关的奇异性。该方法更好地反映了边界上系统的非奇异物理行为,其优点包括:(i) 表面积分可用求积法精确计算,无需设计特殊数值积分程序;(ii) 能够使用二次或样条函数曲面单元更精确地表示表面,且各单元内函数的变化由适当插值函数以一致的精度水平表示;(iii) 能够直接从势精确计算电场(即使在边界上),而无需求解超奇异积分方程,这为计算麦克斯韦应力张量并进而计算分子间或胶体力提供了高精度;(iv) 一种可靠处理几何构型的方法,其中边界不同部分可彼此非常接近而不受数值不稳定影响,因此可在表面间距小至近接触时精确求得表面间的势、场与力;(v) 公式简洁,无需复杂算法处理奇异性,将大幅节省编码工作并减少编码出错机会。这些优势通过分子与胶体静电学中的实例得以说明。
引用
@article{arxiv.1902.02926,
title = {A robust and accurate formulation of molecular and colloidal electrostatics},
author = {Q. Sun and E. Klaseboer and D. Y. C. Chan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.02926},
year = {2019}
}