色散相互作用粒子 - 粒子粒子 - 网格 Ewald 方法的开发与应用

对于具有界面的非均匀系统，包含长程色散相互作用对于实现分子模拟计算与实验结果之间的一致性至关重要。为了准确且高效地纳入这些贡献，我们在 LAMMPS 分子动力学软件包中实现了一种用于色散（$r^{-6}$）相互作用的粒子 - 粒子粒子 - 网格（PPPM）Ewald 求解器。我们证明该求解器的 $\mathcal{O}(N\log N)$ 缩放行为使其能够应用于大规模模拟。我们仔细确定了一组求解器参数，以提供准确的结果和高效的计算。我们使用 Lennard-Jones 粒子、SPC/E 水和己烷进行了一系列模拟，结果表明，通过我们选择的参数，物理结果对所选截断半径的依赖性被消除。我们将这些模拟的物理结果和计算时间与使用普通截断或传统色散 Ewald 求和获得的结果进行了比较。