基于曲面三角剖分的分子表面并行高阶边界积分静电计算
数值分析
2015-06-12 v1 分布式、并行与集群计算
生物物理
摘要
本文提出了一种求解线性 Poisson-Boltzmann 方程的并行高阶边界积分方法。我们的方法采用适定的边界积分公式，以确保 Krylov 子空间线性求解器（如 GMRES）的快速收敛。分子表面首先用平面三角形离散化，然后借助顶点处的法向信息转换为曲面三角形。为保持所需精度，在规则三角形上使用四点 Gauss-Radau 求积，在奇异三角形上应用十六点 Gauss-Legendre 求积及正则化变换。为加速计算，我们利用边界积分公式天然的并行特性，并通过消息传递接口实现方案并行化。数值测试表明，与常用的基于平面三角形质心配点的边界积分 PB 求解器相比，所提出的高阶边界积分 Poisson-Boltzmann 求解器在精度和收敛性方面均有显著提高。本方法所达到的高阶精度结果对于生物分子的敏感溶剂化分析至关重要，尤其是在分子模拟中精确的静电表面势至关重要时。此外，本文提出的高阶边界积分格式及其相关的并行化方法，在一般意义上可应用于求解边界积分方程。
引用
@article{arxiv.1301.5914,
title = {Parallel Higher-order Boundary Integral Electrostatics Computation on Molecular Surfaces with Curved Triangulation},
author = {Weihua Geng},
journal= {arXiv preprint arXiv:1301.5914},
year = {2015}
}
备注
arXiv admin note: text overlap with arXiv:1301.5885