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High-order averaging schemes with error bounds for thermodynamical properties calculations by molecular dynamics simulations.
Cancès E., Castella F., Chartier P., Faou E., Le Bris C., Legoll F., Turinici G.
The Journal of Chemical Physics 121, 21 (2004) 10346-55 - http://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00536562
Article in peer-reviewed journal
Mathematics/Numerical Analysis
High-order averaging schemes with error bounds for thermodynamical properties calculations by molecular dynamics simulations.
Eric Cancès 1, 2, François Castella 3, 4, Philippe Chartier 4, Erwan Faou 3, 4, Claude Le Bris 1, 2, Frédéric Legoll 1, 5, Gabriel Turinici 1, 6
1:  MICMAC (INRIA Paris - Rocquencourt)
Ecole des Ponts ParisTech – INRIA
France
2:  Centre d'Enseignement et de Recherche en Mathématiques et Calcul Scientifique (CERMICS)
http://cermics.enpc.fr/
Ecole des Ponts ParisTech
6 et 8 avenue Blaise Pascal Cité Descartes - Champs sur Marne 77455 Marne la Vallée Cedex 2
France
3:  Institut de Recherche Mathématique de Rennes (IRMAR)
http://irmar.univ-rennes1.fr/
CNRS : UMR6625 – Université de Rennes 1 – École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan – Institut National des Sciences Appliquées (INSA) : - RENNES – Université de Rennes II - Haute Bretagne
France
4:  IPSO (INRIA - IRMAR)
http://www.inria.fr/equipes/ipso
CNRS : UMR6074 – INRIA – Université de Rennes 1
France
5:  Laboratoire Navier
Ecole des Ponts ParisTech – CNRS : UMR8205 – IFSTTAR
Ecole des Ponts ParisTech 6 / 8 avenue Blaise Pascal 77455 CHAMPS SUR MARNE
France
6:  CEntre de REcherches en MAthématiques de la DEcision (CEREMADE)
http://www.ceremade.dauphine.fr/index.html
CNRS : UMR7534 – Université Paris IX - Paris Dauphine
Place du Maréchal de Lattre de Tassigny 75775 - Paris Cedex 16
France
We introduce high-order formulas for the computation of statistical averages based on the long-time simulation of molecular dynamics trajectories. In some cases, this allows us to significantly improve the convergence rate of time averages toward ensemble averages. We provide some numerical examples that show the efficiency of our scheme. When trajectories are approximated using symplectic integration schemes (such as velocity Verlet), we give some error bounds that allow one to fix the parameters of the computation in order to reach a given desired accuracy in the most efficient manner.
English

The Journal of Chemical Physics
international
2004-12-01
121
21
10346-55