本文主要研究内容
作者倪志刚（2019）在《“分子中的簇”局域相关方法的发展》一文中研究指出：电子相关方法已经被广泛用于分子体系能量和性质的精确计算,但是由于具有很高的计算标度,传统的电子相关方法只能用于中小体系。为了降低计算标度,人们利用电子相关具有局域性的特点,发展了基于局域分子轨道的局域相关方法。我们课题组于2002年提出的“分子中的簇”(cluster-in-molecule,CIM)方法是一种代表性的线性标度局域相关方法。本论文的主要工作是对CIM方法做进一步的发展,主要集中在以下三个方面:第一,我们进一步优化了CIM能量计算方法,使其能用于更大的分子体系;第二,我们实现了 CIM框架下二阶多体微扰(MP2)水平的解析梯度,可用于优化分子的几何结构;第三,我们实现了CIM程序的并行化,使CIM方法的计算能力大大增强,可用于真实大分子体系的计算。本文的主要贡献和创新点总结如下:在第三章中,我们提出了一种新的构建CIM子体系虚轨道空间的方法。在新的方法中,我们用Boughton-Pulay投影方法代替了原方法中的Boys局域化方法。Boys局域化方法是一种迭代方法,而新的方法无需迭代,故大大提高了计算效率。这种构建虚轨道的思路也可用于其他局域相关方法。我们实现了CIM方法中基组重叠误差校正的计算,可用于精确的结合能计算。我们还实现了两层CIM方法,可用于化学反应能量的高精度计算。大量的测试和应用实例表明,经过优化的CIM方法已经成为大体系电子相关计算的实用工具。在第四章中,我们推导并实现了CIM-MP2方法的解析梯度,并将其用于大分子体系的结构优化。在我们的方法中,两体密度矩阵中的不可分离项的梯度贡献在子体系中求得,而其他项是通过将总体系的密度矩阵表达为子体系密度矩阵的加和得到。即使对使用弥散基组的体系,在使用更严格的CIM参数时,使用这种方法也能得到很好的结果。测试计算表明,CIM-MP2方法可以准确地重现标准MP2的梯度和几何优化结果。我们还成功地优化了一个含174个原子的多肽分子的结构,计算结果与晶体结构十分吻合。综上,目前的CIM-MP2方法可以用于大分子体系的高效结构优化。在第五章中,我们实现了 CIM能量计算的精细化并行。现在的程序能实现约3000基函数的MP2子体系和约800基函数的CCSD(T)子体系的计算,大大拓展了CIM方法的应用范围。对于CIM-MP2梯度程序,我们已将最耗时的一步—-双电子积分项实现了并行,在一定程度上加快了计算速度,目前在MP2水平上能计算约3000基函数的体系的能量梯度。
Abstract
dian zi xiang guan fang fa yi jing bei an fan yong yu fen zi ti ji neng liang he xing zhi de jing que ji suan ,dan shi you yu ju you hen gao de ji suan biao du ,chuan tong de dian zi xiang guan fang fa zhi neng yong yu zhong xiao ti ji 。wei le jiang di ji suan biao du ,ren men li yong dian zi xiang guan ju you ju yu xing de te dian ,fa zhan le ji yu ju yu fen zi gui dao de ju yu xiang guan fang fa 。wo men ke ti zu yu 2002nian di chu de “fen zi zhong de cu ”(cluster-in-molecule,CIM)fang fa shi yi chong dai biao xing de xian xing biao du ju yu xiang guan fang fa 。ben lun wen de zhu yao gong zuo shi dui CIMfang fa zuo jin yi bu de fa zhan ,zhu yao ji zhong zai yi xia san ge fang mian :di yi ,wo men jin yi bu you hua le CIMneng liang ji suan fang fa ,shi ji neng yong yu geng da de fen zi ti ji ;di er ,wo men shi xian le CIMkuang jia xia er jie duo ti wei rao (MP2)shui ping de jie xi ti du ,ke yong yu you hua fen zi de ji he jie gou ;di san ,wo men shi xian le CIMcheng xu de bing hang hua ,shi CIMfang fa de ji suan neng li da da zeng jiang ,ke yong yu zhen shi da fen zi ti ji de ji suan 。ben wen de zhu yao gong suo he chuang xin dian zong jie ru xia :zai di san zhang zhong ,wo men di chu le yi chong xin de gou jian CIMzi ti ji xu gui dao kong jian de fang fa 。zai xin de fang fa zhong ,wo men yong Boughton-Pulaytou ying fang fa dai ti le yuan fang fa zhong de Boysju yu hua fang fa 。Boysju yu hua fang fa shi yi chong die dai fang fa ,er xin de fang fa mo xu die dai ,gu da da di gao le ji suan xiao lv 。zhe chong gou jian xu gui dao de sai lu ye ke yong yu ji ta ju yu xiang guan fang fa 。wo men shi xian le CIMfang fa zhong ji zu chong die wu cha jiao zheng de ji suan ,ke yong yu jing que de jie ge neng ji suan 。wo men hai shi xian le liang ceng CIMfang fa ,ke yong yu hua xue fan ying neng liang de gao jing du ji suan 。da liang de ce shi he ying yong shi li biao ming ,jing guo you hua de CIMfang fa yi jing cheng wei da ti ji dian zi xiang guan ji suan de shi yong gong ju 。zai di si zhang zhong ,wo men tui dao bing shi xian le CIM-MP2fang fa de jie xi ti du ,bing jiang ji yong yu da fen zi ti ji de jie gou you hua 。zai wo men de fang fa zhong ,liang ti mi du ju zhen zhong de bu ke fen li xiang de ti du gong suo zai zi ti ji zhong qiu de ,er ji ta xiang shi tong guo jiang zong ti ji de mi du ju zhen biao da wei zi ti ji mi du ju zhen de jia he de dao 。ji shi dui shi yong mi san ji zu de ti ji ,zai shi yong geng yan ge de CIMcan shu shi ,shi yong zhe chong fang fa ye neng de dao hen hao de jie guo 。ce shi ji suan biao ming ,CIM-MP2fang fa ke yi zhun que de chong xian biao zhun MP2de ti du he ji he you hua jie guo 。wo men hai cheng gong de you hua le yi ge han 174ge yuan zi de duo tai fen zi de jie gou ,ji suan jie guo yu jing ti jie gou shi fen wen ge 。zeng shang ,mu qian de CIM-MP2fang fa ke yi yong yu da fen zi ti ji de gao xiao jie gou you hua 。zai di wu zhang zhong ,wo men shi xian le CIMneng liang ji suan de jing xi hua bing hang 。xian zai de cheng xu neng shi xian yao 3000ji han shu de MP2zi ti ji he yao 800ji han shu de CCSD(T)zi ti ji de ji suan ,da da ta zhan le CIMfang fa de ying yong fan wei 。dui yu CIM-MP2ti du cheng xu ,wo men yi jiang zui hao shi de yi bu —-shuang dian zi ji fen xiang shi xian le bing hang ,zai yi ding cheng du shang jia kuai le ji suan su du ,mu qian zai MP2shui ping shang neng ji suan yao 3000ji han shu de ti ji de neng liang ti du 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自南京大学的倪志刚，发表于刊物南京大学2019-10-28论文，是一篇关于局域相关论文,分子中的簇论文,二阶多体微扰方法论文,耦合簇论文,解析梯度论文,大体系论文,南京大学2019-10-28论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自南京大学2019-10-28论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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