基于弹性碰撞的混合模拟动态分区方案
化学物理
2022-03-25 v2
摘要
散射适配柔性内区系综分隔符（SAFIRES）是一种分区方案，旨在将模拟单元划分为两个区域，以不同计算方法处理。SAFIRES 防止粒子在区域间穿越，并通过边界介导的粒子弹性碰撞解决边界事件，守恒能量与动量。本文引入一种多时间步传播算法，其中时间步长自动缩放以识别碰撞发生时刻。若保持时间步长恒定，新传播子退化为朗之万动力学的常规算法；若摩擦系数设为零，则退化为经典动力学的速度 Verlet 算法。SAFIRES 构成了 FIRES、BEST 和 BCC 等基于边界方法前提的精确极限，后者利用了分隔符两侧分子不可区分性。尽管引入了系综分隔符，其仍给出正确的平均系综统计。SAFIRES 在两侧分子以相同方式处理的模拟中测试，包括伦纳德-琼斯（LJ）液体、与表面接触的 LJ 液体，以及使用 TIP4P 力场的液体建模模拟。结果表明，使用 SAFIRES 的模拟可重现无约束参考模拟而无显著偏差。
引用
@article{arxiv.2103.16342,
title = {Elastic Collision Based Dynamic Partitioning Scheme for Hybrid Simulations},
author = {Björn Kirchhoff and Elvar Örn Jónsson and Asmus Ougaard Dohn and Timo Jacob and Hannes Jónsson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.16342},
year = {2022}
}
备注
To be submitted to Journal of Chemical Theory and Computation