Title: Studie konvergence izogeometrické analýzy založené na Bézierově extrakci ve výpočtech elektronových struktur
Convergence study of isogeometric analysis based on Bézier extraction in electronic structure calculations
Authors: Cimrman, Robert
Novák, Matyáš
Kolman, Radek
Tůma, Miroslav
Plešek, Jiří
Vackář, Jiří
Citation: CIMRMAN, R., NOVÁK, M., KOLMAN, R., TŮMA, M., PLEŠEK, J., VACKÁŘ, J. Convergence study of isogeometric analysis based on Bézier extraction in electronic structure calculations. Applied mathematics and computation, 2018, roč. 319, č. Feb 15 2018, s. 138-152. ISSN 0096-3003.
Issue Date: 2018
Publisher: Elsevier
Document type: postprint
článek
postprint
article
URI: http://hdl.handle.net/11025/29309
ISSN: 0096-3003
Keywords: výpočty elektronových struktur;teorie funkcionálů hustoty;metoda konečných prvků;izogeometrická analýza
Keywords in different language: Electronic structure calculation;Density functional theory;Finite element method;Isogeometric analysis
Abstract: Chování různých, i hypotetických, materiálů lze předvídat pomocí ab-inicio výpočtů elektronových struktur, které poskytují všechny potřebné informace: celkovou energii systému a její derivace. V článku je popsána nová metoda vhodná pro neperiodické systémy, založená na metodě konečných prvků a její modifikaci izogeometrické analýze, používající splajny. Jsou analyzovány a porovnávány konvergenční vlastnosti těchto způsobů diskretizace pomocí podproblémů, z nichž se skládá výpočetní algoritmus elektronových struktur.
Abstract in different language: Behavior of various, even hypothetical, materials can be predicted via ab-initio electronic structure calculations providing all the necessary information: the total energy of the sys- tem and its derivatives. In case of non-periodic structures, the existing well-established methods for electronic structure calculations either use special bases, predetermining and limiting the shapes of wave functions, or require artificial computationally expensive ar- rangements, like large supercells. We developed a new method for non-periodic electronic structures based on the density functional theory, environment-reflecting pseudopotentials and the isogeometric analysis with Bézier extraction, ensuring continuity for all quantities up to the second derivative. The approach is especially suitable for calculating the total en- ergy derivatives and for molecular-dynamics simulations. Its main assets are the universal basis with the excellent convergence control and the capability to calculate precisely the non-periodic structures even lacking in charge neutrality. Within the present paper, con- vergence study for isogeometric analysis vs. standard finite-element approach is carried out and illustrated on sub-problems that appear in our electronic structure calculations method: the Poisson problem, the generalized eigenvalue problem and the density func- tional theory Kohn–Sham equations applied to a benchmark problem.
Rights: Plný text není přístupný.
© BY-NC-ND
openAccess
Appears in Collections:OpenAire
Postprinty / Postprints (CTM)
Články / Articles (KME)
Postprinty / Postprints (KME)
Postprinty / Postprints (MMI)
Články / Articles (MMI)
OBD

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
1-s2.0-S0096300317301273-main_publish.pdf4,56 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy
1-s2.0-S0096300317301273-main.pdf4,55 MBAdobe PDFView/Open


Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11025/29309

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

search
navigation
  1. DSpace at University of West Bohemia
  2. Publikační činnost / Publications
  3. OBD