网站如何申请,wordpress制作商城,深圳网站建设公司有哪些内容,人力资源三网站建设计算材料学学习记录1 平台#xff1a;Bohrium 老师#xff1a;单斌教授 文章目录 1.发展史背景计算材料学 2.计算方法分类3.计算材料学的应用 1.发展史
背景
材料的研究方法发展#xff1a;
一切靠实验理论开始起作用理论撑起半边天 “……解决全部化学的规律的数学方法…计算材料学学习记录1 平台Bohrium 老师单斌教授 文章目录 1.发展史背景计算材料学 2.计算方法分类3.计算材料学的应用 1.发展史
背景
材料的研究方法发展
一切靠实验理论开始起作用理论撑起半边天 “……解决全部化学的规律的数学方法已 完全知道了困难只是在于这些方程太复 杂无法求解……”
复杂性体现在各个方面 • 理论由单体到多体、线性到非线性、低维到高维体系、标量到矢量系统、常微分方程到偏微分方程、低级微扰到高级微扰、理想化模型到实际复杂模型、单一学科到综合学科的研究 • 实验研究对象和范围的拓广、研究精度、极限更高、设备更复杂、以及海量的的实验数据 。
体系复杂性增加理论与实验遇到了难以克服的困难 • 过于繁琐的计算求解小分子电子波函数 • 大量的实验数据例如一秒钟产生100x100个数据点实验持续了一个小时共计36000000个数据点。
计算材料学
“进入21世纪以来计算方法与分子模拟、虚拟实验已经继实验方法、理论方法之后成为第三个重要的科学方法对未来科学与技术的发展将起着越来越重要的作用。 ” — 徐光宪院士
经验科学 --》 理论推理 --》 计算模拟 --》 数据驱动
2.计算方法分类
属性分类 物理、化学、材料 尺寸 纳观、微观、介观、宏观 纳观尺度 基本粒子电子 主要理论薛定谔方程 方法量子力学
微观尺度 基本粒子原子 主要理论牛顿力学 方法蒙特卡洛、分子动力学
介观尺度 基本粒子粗理子组织、结构 主要理论牛顿力学/统计热力 学 相关理论不是很成熟
宏观尺度 基本粒子连续体 主要理论理论力学、流体力学
材料模拟前沿 AI for Science
计算材料学基本流程 确定物理模型 --》 选择数值方法 --》 分析计算结果 --》得到物理结论
3.计算材料学的应用
背景 在一些特定条件下实验方法无法实现、过于危险、价格昂贵、盲区等 而计算材料学则可以替代、启发、解释实验、帮助发展理论 应用实例
地球物理学核武库计算模拟产品设计生命科学材料力、电、光、声、磁性质
预测材料的结构和物性关系
