Eficiente evaluación del potencial electrostático molecular en sistemas grandes
Autores: Lopez, Rafael; Martinez, Frank; Ema, Ignacio; Garcia de la Vega, Jose Manuel; Ramirez, Guillermo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Eficiente evaluación del potencial electrostático molecular en sistemas grandes
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Cómputo eficiente
Potencial electrostático molecular
Átomos Deformados en Moléculas
Contribuciones atómicas
Armónicos esféricos
Momentos multipolares
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Se reporta un algoritmo para el cálculo eficiente del potencial electrostático molecular. Está basado en la partición/expansión de la densidad en fragmentos atómicos (pseudo) con el método de Átomos Deformados en Moléculas, lo que permite calcular el potencial como una suma de contribuciones atómicas. Estas contribuciones se expresan como una serie de armónicos esféricos irregulares multiplicados por momentos multipolares efectivos e inversos, incluyendo términos de corto alcance. El problema se divide en dos pasos. El primero consiste en la partición/expansión de la densidad acompañada por el cálculo de momentos multipolares, y su costo depende del tamaño del conjunto de bases utilizado en el cálculo de la densidad electrónica dentro del marco de la Combinación Lineal de Orbitales Atómicos. El segundo es el cálculo real del potencial electrostático a partir de las cantidades calculadas en el primer paso, y su costo depende del número de puntos de cálculo. Para una precisión en el potencial electrostático de seis cifras decimales, el algoritmo conduce a una reducción dramática del tiempo de cálculo con respecto al cálculo a partir de la matriz de densidad electrónica e integrales que involucran funciones del conjunto de bases.
Descripción
Se reporta un algoritmo para el cálculo eficiente del potencial electrostático molecular. Está basado en la partición/expansión de la densidad en fragmentos atómicos (pseudo) con el método de Átomos Deformados en Moléculas, lo que permite calcular el potencial como una suma de contribuciones atómicas. Estas contribuciones se expresan como una serie de armónicos esféricos irregulares multiplicados por momentos multipolares efectivos e inversos, incluyendo términos de corto alcance. El problema se divide en dos pasos. El primero consiste en la partición/expansión de la densidad acompañada por el cálculo de momentos multipolares, y su costo depende del tamaño del conjunto de bases utilizado en el cálculo de la densidad electrónica dentro del marco de la Combinación Lineal de Orbitales Atómicos. El segundo es el cálculo real del potencial electrostático a partir de las cantidades calculadas en el primer paso, y su costo depende del número de puntos de cálculo. Para una precisión en el potencial electrostático de seis cifras decimales, el algoritmo conduce a una reducción dramática del tiempo de cálculo con respecto al cálculo a partir de la matriz de densidad electrónica e integrales que involucran funciones del conjunto de bases.