Демьянов Г. С. Эффективный учет дальнодействия в моделировании кулоновских систем скачать в хорошем качестве

Демьянов Г. С. Эффективный учет дальнодействия в моделировании кулоновских систем

Астрофизический семинар ФТИ Докладчик: Демьянов Г. С. (ОИВТ РАН) Доклад: Эффективный учет дальнодействия в моделировании классических и квантовых кулоновских систем с помощью усредненного по углам потенциала Эвальда по материалам кандидатской диссертации) Аннотация: Данная работа посвящена разработке и применению эффективных подходов к моделированию невырожденных кулоновских систем с периодическими граничными условиями, включая учет кулоновского дальнодействия методом Эвальда. В работе предлагается математически строгий вывод усредненного по углам потенциала Эвальда (УУПЭ) в случае одно- и двухкомпонентной кулоновских систем [1,2]. В последнем случае принцип неопределенностей учитывается с помощью решения уравнения Блоха методом Кельбга [3] благодаря простой аналитической форме УУПЭ, что позволяет учесть дальнодействующие эффекты в квантовом моделировании. Данный подход приводит к увеличению производительности моделирования Монте-Карло на два порядка в сравнении с обычным потенциалом Эвальда [2]. Таким образом, с помощью моделирования методами Монте-Карло и молекулярной динамики рассчитывается уравнение состояния (энергия и давление) однокомпонентной и невырожденной водородной плазмы в термодинамическом пределе, а также их радиальные функции распределения, степень ионизации и состав водородной плазмы в зависимости от параметра неидеальности [4]. Отдельное внимание уделено исследованию влияния учета дальнодействия на сходимость энергии по числу частиц в этих системах [5], а также учету принципа запрета Паули при квазиклассическом моделировании водородной плазмы. Верификация результатов была произведена на предыдущих расчетах других работ. Помимо этого, практическим результатом работы является программа Kelbg-matrix with Long Interactions Package (KelbgLIP), позволяющая рассчитывать действие, кинетическую и потенциальную энергию, двухчастичную матрицу плотности Кельбга и диагональный пседопотенциал Кельбга с учетом дальнодействующих эффектов [6]. [1] Demyanov G. S., Levashov P. R. Systematic derivation of angular-averaged Ewald potential //Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical. – 2022. – Т. 55. – №. 38. – С. 385202, https://doi.org/10.1088/1751-8121/ac870b [2] Demyanov G. S., Levashov P. R. One-component plasma of a million particles via angular- averaged Ewald potential: A Monte Carlo study //Physical Review E. – 2022. – Т. 106. – №. 1. – С. 015204, https://doi.org/10.1103/PhysRevE.106.... [3] Demyanov G. S., Levashov P. R. Accounting for long–range interaction in the Kelbg pseudopotential //Contributions to Plasma Physics. – 2022. – Т. 62. – №. 10. – С. e202200100, https://doi.org/10.1002/ctpp.202200100 [4] Demyanov G. S., Levashov P. R. Molecular dynamics of nondegenerate hydrogen plasma using improved Kelbg pseudopotential with electron thermal de Broglie wavelength correction //Physics of Plasmas. – 2025. – Т. 32. – №. 12, https://doi.org/10.1063/5.0298952  [5] Demyanov G. S., Onegin A. S., Levashov P. R. N‐convergence in one–component plasma: Comparison of Coulomb, Ewald, and angular–averaged Ewald potentials //Contributions to Plasma Physics. – 2024. – Т. 64. – №. 6. – С. e202300164, https://doi.org/10.1002/ctpp.202300164 [6] Demyanov G.S., Levashov P.R. // Computer Physics Communications. – 2024. – Т. 305. – С. 109326, https://doi.org/10.1016/j.cpc.2024.10...