无轨道密度泛函理论的增广拉格朗日 formulation
计算物理
2015-06-19 v2
摘要
我们提出了一种用于非周期性无轨道密度泛函理论 (OF-DFT) 计算的增广拉格朗日 formulation 及其实空间实现。具体而言，我们将 OF-DFT 的约束最小化问题重写为一系列无约束的最小化问题，从而使其适用于强大的无约束优化算法。此外，我们在高阶有限差分和共轭梯度法的框架下，开发了针对 Thomas-Fermi-von Weizscaker (TFW) 动能泛函的该方法的并行实现。通过此实现，我们确立了增广拉格朗日方法相较于罚函数法和拉格朗日乘子法具有高度竞争力。此外，我们表明高阶有限差分是执行 OF-DFT 模拟的一种计算高效的离散化方法。总体而言，通过研究包括由数千个原子组成的系统在内的选定示例，我们证明了所提出的 formulation 和实现既高效又稳健。我们通过将计算得到的能量和力与现有平面波方法获得的结果进行比较，验证了其准确性。
引用
@article{arxiv.1405.6456,
title = {Augmented Lagrangian formulation of Orbital-Free Density Functional Theory},
author = {Phanish Suryanarayana and Deepa Phanish},
journal= {arXiv preprint arXiv:1405.6456},
year = {2015}
}
备注
21 pages, 4 figures and 10 tables. Typos corrected