用于快速静电求和的调和曲面映射算法
计算物理
2018-08-16 v2
摘要
我们提出一种调和曲面映射算法（HSMA），用于计算无限多个镜像电荷的静电两两求和。这些镜像由盒内点源在特定（可为非周期）边界条件下诱导产生。HSMA首先引入一个辅助曲面，使得曲面外镜像的贡献可用以球谐函数为基函数的最小二乘法近似。所谓调和曲面映射，是将近似解转化为辅助曲面上的面电荷与面偶极子的过程，并通过数值积分将其变为点镜像。该映射过程与源的数量无关，且被认为具有低复杂度。静电相互作用随后发生在曲面内电荷与积分点之间，其形式均为库仑势，可直接由快速多极子方法加速以实现线性缩放。对晶格Madelung常数、金属空腔内离子静电能量以及大规模系统时间性能的数值计算表明，HSMA准确且快速，因此对许多应用具有吸引力。
引用
@article{arxiv.1806.04801,
title = {Harmonic surface mapping algorithm for fast electrostatic sums},
author = {Qiyuan Zhao and Jiuyang Liang and Zhenli Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.04801},
year = {2018}
}
备注
10 pages, 5 figures. Version to be published in J. Chem. Phys