周期性邊界條件下的庫侖勢
2022-10-03 20:46 作者:邱新龍分子模擬小破屋 | 我要投稿
庫侖勢是長程勢,計(jì)算近程勢的通常算法不適合庫侖勢的計(jì)算,必須發(fā)展特 別的長程勢算法。目前,最常用的庫侖勢算法是Ewald求和算法。Ewald求和 算法是Ewald在計(jì)算離子晶體晶格能時(shí)發(fā)展起來的一種有效算法,可以計(jì)算具 有周期性邊界條件體系中的離子間庫侖相互作用。假設(shè)中心元胞中含有N個(gè)帶 電粒子,在最近鄰像約定近似下這些粒子間的庫侖勢能為

式中,qi為粒子i的電荷;rij為粒子i和j間的最小像距離,i≠j。但是,庫侖勢是長程勢,最近鄰像約定近似不成立,粒子i和j之間的庫侖勢不能僅限于粒子i和j的最小像粒子之間的庫侖勢,還應(yīng)包括它們所有的像粒子之間的庫侖 勢。因此,周期性邊界條件下的庫侖勢為

式中,第一個(gè)求和號(hào)遍及中心元胞及其所有的像元胞;“‘”表示i和j都位于中心元胞之中時(shí)(n = 0),后面兩個(gè)求和號(hào)應(yīng)不包括i和j相等的情況(即i≠j)。 當(dāng)i=j時(shí),rij =0,求和項(xiàng)沒有定義。這樣,對(duì)庫侖勢的貢獻(xiàn)不僅包括了中心元胞中任意兩個(gè)粒子之間的庫侖相互作用,也包括了中心元胞中的粒子與所有像粒 子間的庫侖相互作用。

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