具有优异能量守恒特性的热交换算法增强版
计算物理
2015-10-30 v3 统计力学
化学物理
摘要
我们提出了一种用于热梯度非平衡分子动力学模拟的新算法。该算法是 Hafskjold 及其合作者 [Mol. Phys. 80, 1389 (1993); Mol. Phys. 81, 251 (1994)] 开发的热交换算法的扩展，其中通过适当重新标度速度，向一个区域添加一定量的热量并从另一个区域移除热量。由于添加和移除的热量相同，且速度重标度步骤之间的动力学是 Hamiltonian 的，因此热交换算法有望保持能量守恒。然而，此前已有报道指出，原始版本的热交换算法表现出明显的总能量漂移，其确切原因迄今尚不清楚。在此，我们证明能量漂移是由算子分裂引起的截断误差所致，并建议增加一个坐标积分步骤作为补救措施。新算法保留了原始算法的所有优点，同时展现出优异的能量守恒特性，正如在 Lennard-Jones 液体和 SPC/E 水中所展示的那样。
引用
@article{arxiv.1507.07081,
title = {An enhanced version of the heat exchange algorithm with excellent energy conservation properties},
author = {P. Wirnsberger and D. Frenkel and C. Dellago},
journal= {arXiv preprint arXiv:1507.07081},
year = {2015}
}
备注
8 pages, 6 figures