Numerical methods for electronic structure calculations

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-10-9438-5
Title: Numerical methods for electronic structure calculations
Author: Losilla Fernández, Sergio A
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Chemistry, Laboratory for Instruction in Swedish
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2013-11-15
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-10-9438-5
http://hdl.handle.net/10138/41669
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: In this thesis, several numerical methods for electronic structure calculations are presented. The first is a quadrature scheme for the accurate and efficient computation of electrostatic potentials. The quadrature is applied to calculations on real-space grids, and to Coulomb integrals over Gaussian-type orbitals. Second, we introduce a real-space representation for three-dimensional scalar functions encountered in electronic structure calculations. In this representation, each function is partitioned into numerical atom-centred parts (the bubbles), and the remainder is represented on a three-dimensional Cartesian grid. The algorithms to carry out the required operations are discussed, along with benchmarks of their computer implementations. The presented methods are all of a divide-and-conquer nature, breaking the problem into simple pieces which are suitable for execution in emerging massively parallel computer architectures, such as general-purpose graphics processing units.Numeriska metoder för beräkning av elektronstrukturen för molekylära system presenteras i denna avhandling. Först diskuteras en kvadratur för noggranna och effektiva beräkningar av elektrostatiska potentialer. Kvadraturen används för numerisk beräkning av Coulomb-integraler över Gaussiska orbitaler. Därefter introduceras en ny numerisk representation av tredimensionella skalära funktioner. Den numeriska representationen används för att beskriva funktioner som förekommer i elektronstrukturberäkningar. Varje funktion uttrycks numeriskt i numeriska atomcentrerade funktioner (bubbles) omkring varje atoms och återstoden representeras numeriskt på ett tredimensionellt punktgitter. Algoritmerna som används för att utföra matematiska operationer och manipuleringar av skalarfunktionerna diskuteras och prestandan för datorimplementeringen av algoritmerna undersöks. Det numeriska tillvägagångsättet hör till kategorin "söndra och härska" dvs. problemet sönderdelas i ett antal enklare problem, som är väl ämnade för moderna massivt parallella datorarkitekturer såsom generella grafikkort (GPGPU), vilka kan användas för mera krävande beräkningsändamål.
Subject: chemistry
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
losilla_fernandez_dissertation.pdf 1.902Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record