分子动力学模拟中改进的随机批处理 Ewald 方法
摘要：随机批处理Ewald（RBE）是一种在纳米/微米尺度上进行分子动力学（MD）模拟的高效准确的方法。该方法展示了解决长程相互作用计算瓶颈的巨大潜力，促使了加速MD模拟中非键相互作用的短程组分的必要性。在这项工作中，我们通过将随机批处理思想引入构建邻居列表的方法，提出了一种改进的RBE方法来处理非键相互作用，该方法适用于Ewald拆分和Lennard-Jones势的短程部分。新型邻居列表算法的效率得益于随机小批处理策略，该策略可以显著减少总邻居数。我们通过理论分析获得误差估计和收敛性，并在LAMMPS软件包中实现了改进的RBE方法。进行基准模拟以展示算法的准确性和稳定性。通过在包含高达10亿个水分子的系统上进行大规模的MD模拟，并在具有多达5万个CPU核心的大型集群上运行的计算机性能的数值测试中，证明了该方法相对于现有方法的高并行可扩展性和节省内存的吸引特征。
作者：Jiuyang Liang, Zhenli Xu and Yue Zhao
论文ID：2204.13595
分类：Computational Physics
分类简称：physics.comp-ph
提交时间：2022-05-31