首页 需求 视频 专栏 招聘 活动 社区 APP下载 登录/注册
多尺度模拟基础及实战讲解
购买后学习时间不限
399.00
立即购买

介绍 目录 留言  

多尺度模型(multiscale modeling)是近年来炙手可热的模拟方法,已经被广泛营运关于物理、力学、材料学与工程等各种领域。

一般而言,大尺度模拟(例如有限元模拟),可以对宏观尺度的材料进行模拟,例如很多汽车厂商可以用有限元分析整个汽车的精细模型进行碰撞模拟。然而有限元模拟使用的材料模型一般为现象学模型,缺少对材料本身从物理层面的深刻理解。小尺度的模拟(例如原子尺度的分子动力学模拟,或者更精细的量子力学模拟),可以从更物理的角度对材料的属性提供更深的洞见。然而尺度越小,对应的长度尺度和时间尺度就约小。例如分子动力学只能模拟纳米级别的物质在几纳秒内的运动和性质,而量子力学领域的第一性原理模拟,最多只能模拟几百个原子的系统(第一性原理模拟一般不引进温度,因此不涉及时间尺度)。

多尺度模型跨越两个或多个长度尺度和时间尺度,旨在建立多个尺度之间的桥梁,让各个尺度的模型都可以发挥其优势,并把各个尺度模型的优势结合起来。然而,多尺度模型的复杂性也要求研究者必须谨慎地做出前提假设和建立模型,使所建立的模型真正能联通所研究的多个尺度。

材料人此次组织基础培训班可以为多尺度模型研究者提供一个学习和交流的平台,在短时间内对多尺度模型(特别地,指宏观尺度的有限元模型,和原子尺度的分子动力学和静力学),及两个尺度中基本工具(FEM:Abaqus(user material subroutine, UMAT, VUMAT); Atomistic: LAMMPS)的基本使用进行有效的掌握,为今后更深入的研究打下基础。

课程安排
2021年3月14日 9:30-11:30
1.原子尺度理论概括、Lammps基础使用
1.1.原子间势能——描绘原子见相互作用的势能方程
1.2.分子静力学、分子动力学
1.3.Lammps输入文件的基本格式和命令
1.4.Lammps 数据文件的基本格式
1.5.【实例展示】双层碳纳米管震荡模拟
1.6.【实战】双层石墨烯震荡模拟
2021年3月21日 9:30-11:30
2.多尺度模型理论概括
2.1.理想晶体的数学表达
2.2.非线性连续介质力学
2.2.1.非线性连续介质力学简单回顾
2.2.2.【实战】Neo-Hookean Model Abaqus UMAT
2.3.柯西波尔近似
2.4.【实例演示】共时多尺度模拟:晶体硅的相变
2.4.1.适用于单晶硅的分子势能
2.4.2.运用柯西波尔近似进行单晶硅的相变模拟
2021年3月28日 9:30-11:30
3.【实例演示】顺序多尺度模拟:高分子/石墨烯复合材料断裂力学分析
3.1.高分子系统热力学、机械性质的分子动力学模拟
3.1.1. 热固性塑料的交联模拟
3.1.2. 热固性塑料热力学性质模拟
3.1.3. 热固性塑料机械性质(拉伸、剪切)模拟
3.2.高分子/石墨烯界面性质模拟
3.2.1.构建高分子/石墨烯界面系统
3.2.2.拉伸、剪切分子动力学模拟
3.2.3.构建多尺度的桥梁,从分子尺度获得高分子系统的宏观断裂能
3.3.高分子/石墨烯复合材料裂纹扩展模拟
3.3.1.【实战】使用abaqus VUMAT定义粘聚裂缝模型的材料属性
3.3.2.结果展示

讲师介绍
范家地,康奈尔大学硕士,明尼苏达大学博士,旅居美国,现担任某跨国公司高级研究员。从事力学建模和分析工作,专长为多尺度模型。发表多篇SCI论文,并担任10余个SCI杂志的审稿人。2021年起在材料人网开设多尺度模拟与计算专栏。