A Cartesian FMM-accelerated Galerkin boundary integral Poisson-Boltzmann solver
A Cartesian FMM-accelerated Galerkin boundary integral Poisson-Boltzmann solver
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笛卡尔 FMM 加速伽辽金边界积分泊松-玻尔兹曼求解器
DOI：
10.1016/j.jcp.2023.111981
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发表时间：
2023
影响因子：
4.1
通讯作者：
Geng, Weihua
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen, Jiahui;Tausch, Johannes;Geng, Weihua
泊松-玻尔兹曼模型是一种有效且流行的模拟连续介质中溶解电解质的溶剂化生物分子的方法。本文报告了我们在求解线性泊松-玻尔兹曼（PB）方程的伽辽金边界积分方法方面的最新工作。该求解器结合了精度、效率和内存利用率的优点，因为它采用了一个良好定姿的边界积分公式，避免了与PB方程相关的许多数值困难，并使用了O (N)笛卡尔快速多极方法（FMM）来加速GMRES迭代。此外，结合自适应FMM阶数、块对角预处理、Galerkin离散化和Duffy变换等特殊数值处理，提高了求解器的性能，并在基准Kirkwood球和一系列测试蛋白上进行了验证。
Abstract The Poisson-Boltzmann model is an effective and popular approach for modeling solvated biomolecules in continuum solvent with dissolved electrolytes. In this paper, we report our recent work in developing a Galerkin boundary integral method for solving the linear Poisson-Boltzmann (PB) equation. The solver has combined advantages in accuracy, efficiency, and memory usage as it applies a well-posed boundary integral formulation to circumvent many numerical difficulties associated with the PB equation and uses an O (N) Cartesian Fast Multipole Method (FMM) to accelerate the GMRES iteration. In addition, special numerical treatments such as adaptive FMM order, block diagonal preconditioners, Galerkin discretization, and Duffy's transformation are combined to improve the performance of the solver, which is validated on benchmark Kirkwood's sphere and a series of testing proteins.
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影响因子：
3.7
作者：
Lei Wang;R. Krasny;Svetlana Tlupova
通讯作者：
Lei Wang;R. Krasny;Svetlana Tlupova
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作者：
Unwin, N
通讯作者：
Unwin, N
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作者：
Dong, F;Vijayakumar, M;Zhou, HX
通讯作者：
Zhou, HX
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作者：
Egan, Raphael;Gibou, Frederic
通讯作者：
Gibou, Frederic
DOI：
10.1016/j.cpc.2020.107742
发表时间：
2021-03
期刊：
Comput. Phys. Commun.
影响因子：
--
作者：
Jiahui Chen;Weihua Geng;D. Reynolds
通讯作者：
Jiahui Chen;Weihua Geng;D. Reynolds