Список Верле

Список Верле (названный в честь Лу Верле ) — это структура данных в моделировании молекулярной динамики , позволяющая эффективно поддерживать список всех частиц в пределах заданного предельного расстояния друг от друга.

Этот метод можно легко применить к моделированию Монте-Карло . Для короткодействующих взаимодействий обычно используется радиус отсечки, за пределами которого взаимодействия частиц считаются «достаточно близкими» к нулю, чтобы их можно было безопасно игнорировать. Для каждой частицы создается список Верле, в котором перечислены все другие частицы в пределах потенциального предельного расстояния, а также некоторое дополнительное расстояние, чтобы список можно было использовать для нескольких последовательных «проходов» Монте-Карло (набора шагов или ходов Монте-Карло). перед обновлением. Если мы хотим использовать тот же список Verlet $n$ раз перед обновлением, то предельное расстояние для включения в список Верле должно составлять $R_{c}+2nd$, где $R_{c}$ - расстояние отсечки потенциала, а $d$ — максимальный шаг (перемещение) Монте-Карло одиночной частицы. Таким образом, мы потратим порядка $N^{2}$ время для вычисления списков Верле ( $N$ — общее количество частиц), но награждаются $n$ Монте-Карло «зачистит» порядок $Nn^{2}$ вместо $NN$. Оптимизируя наш выбор $n$ можно показать, что списки Верле позволяют конвертировать $O(N^{2})$ проблема Монте-Карло переходит в $O(N^{5/3})$ проблема.

Использование списков ячеек для определения ближайших соседей в $O(N)$ дополнительно снижает вычислительные затраты.

См. также

• Интеграция Верлет
• Быстрый мультипольный метод
• Молекулярная механика
• Программное обеспечение для моделирования молекулярной механики

Внешние ссылки

• Построение списка соседей — из курса «Введение в атомистическое моделирование» в Хельсинкском университете .