玻恩-奥本海默分子动力学中波函数外推最优阶的存在性
计算物理
2016-07-27 v2 化学物理
摘要
波函数外推极大地减少了自洽场(SCF)迭代次数，从而降低了基于Kohn-Sham密度泛函理论的玻恩-奥本海默分子动力学(BOMD)的总体计算成本。与“外推阶数越高精度越好”的直觉相反，我们从理论和数值两个角度证明，外推精度随阶数先增后减，并且就最小SCF迭代次数而言，总存在一个最优外推阶数。我们还证明，当使用更大的MD时间步长或更严格的SCF收敛判据时，最优阶数往往更大。通过对固体铜体系的BOMD模拟示例，我们表明在改变MD时间步长或SCF收敛判据时，最优外推阶数覆盖一个较宽的范围。因此，我们建议BOMD模拟软件包有必要开放用户界面，并提供更多关于外推阶数的选择。另一个可能影响外推精度的因素是对齐方案，其消除了波函数相对于原子或晶胞变量的不连续性。我们证明了现有两种方案的等价性，因此实现其中任一种均不会导致外推精度上的本质差异。
引用
@article{arxiv.1604.04712,
title = {On the existence of the optimal order for wavefunction extrapolation in Born-Oppenheimer molecular dynamics},
author = {Jun Fang and Xingyu Gao and Haifeng Song and Han Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.04712},
year = {2016}
}