液气相共存附近水密度涨落的稀疏采样

体相水、界面处以及疏水限域中水密度涨落的自由能学，揭示了疏水溶质的溶剂化及其相互作用与组装。此类自由能学的表征通常使用增强采样技术（如伞形采样）进行。在伞形采样中，相邻偏置模拟得到的序参量分布必须重叠，以估计偏置系综间的自由能差。通常需大量偏置模拟来确保这种重叠，这带来了高昂的计算代价。我们近期提出了一种稀疏采样方法，它利用热力学积分估计偏置系综间的自由能差，从而规避了重叠要求。在此，我们基于并推广稀疏采样，用于表征液气相共存附近系统中水密度涨落的自由能学。我们还引入了选择偏置势参数的合理启发式方法以及自适应细化策略，从而准确高效地估计此类自由能学。我们通过表征体相水大体积中空化的自由能学来说明该方法。我们还使用稀疏采样表征两疏水板间限域水的毛细蒸发的自由能学。在这两种情形下，稀疏采样比伞形采样快近两个数量级。鉴于其高效性，稀疏采样方法特别适用于表征伞形采样代价过高系统中的自由能景观。