我有一个用 C++ 自己编写的 MD 代码。我正在使用朗之万动力学模型模拟原子。我使用链接单元方法来加快模拟速度；结果，原子相互作用只发生在最近的相邻原子之间。这意味着，在计算原子与系统其余部分之间的距离时，仅考虑相邻单元格内的那些原子。这自然会影响径向分布函数的计算。例如，对于某个截止距离 r_c 是唯一的由于缺乏交互）。这不好，因为您想一直模拟到更大的距离以确保。
有没有办法使用单元方法并正确计算？如果不是，我是否坚持使用传统的算法进行此计算，其中考虑了所有原子相互作用？（我模拟了大约 1000 个原子）。
我相信你可以做一个小的改进，但不是一个戏剧性的改进。假设你的力环由一个外环组成，一个外环覆盖细胞，一个内环覆盖最近邻细胞（然后，更多的环覆盖这些细胞内的原子）。对于配对分布函数计算，相对于外循环中考虑的单元，内循环不仅可以遍历最近邻单元，还可以遍历覆盖大致球形区域到所需距离的所有单元。您可以在程序开始时构建这些单元格的列表（带有相对于中心单元格的索引）。正如您在之前的问题中提到的，您如何执行此操作取决于您如何处理单元格索引。
如果感兴趣的最大距离没有盒子长度的一半那么大，那么与所有对方法相比，这可以合理地节省时间。然而，如果你想计算出一半的盒子长度，最大的节省是你正在查看的球形体积的比率，与体积你会看到所有对：大约 50%。本质上，您只是避免查看围绕给定单元格的周期框的“角落”。对于大小为的系统，我认为这不值得，您最好坚持使用所有对（丢弃任何分离大于的）。
这里的一线希望是计算的统计数据随着完成的额外工作而提高。从某种意义上说，你得到了你所付出的：你看更多的对，对于更高的值，所以成本上升，但是对于大的 ，计算的精度更好。如果您愿意，您可以通过减少计算频率来抵消这一点（当然不是每一步！）。
的远程部分，但同样，如果您有更大的系统，它可能才值得这样做。您可以从配置的快照创建粒子密度的 3D 直方图，方法是计算立方网格中的原子，但长度比例比力计算要小。通常，单元尺寸应该是颗粒直径的一小部分。然后使用 FFT 算法执行 3D 离散傅里叶变换，给出瞬时并取平方模。波向量函数可以对间隔拍摄的快照进行平均，并最终给出结构因子。逆傅立叶变换这会给你。原子来说太麻烦了。
这不是它应该如何工作的。使用链表单元（和/或 Verlet 列表）或计算的模拟应该（必须！）给出完全相同的结果。唯一的副作用应该是加速。您需要解耦操作，使用链表单元来评估力和循环来计算径向分布函数。这不应过多地减慢模拟速度，因为您实际上并不需要在每个时间步根据系统的不同，每甚至的质量恶化太多。