Моделирование свойств металлов и сплавов. Метод молекулярной динамики презентация

Моделирование свойств металлов и сплавов. Метод молекулярной динамики Дисциплина по выбору профиля “Физика конденсированного состояния” По кафедре ФТН

Распределение занятий Лекции 16 ч. Лабораторные зaнятия 48 ч. Практические занятия 16 ч. Отчетность экзамен Требования к студенту: освоение теоретического курса + выполнение 6 лабораторных работ

Литература Назаров А.А., Мулюков Р.Р. Атомистическое моделирование материалов, наноструктур и процессов нанотехнологии. Уфа, БашГУ, 2010. Ремеев И.С. Математическое моделирование физических процессов. – Уфа: БашГУ, 2010. Гулд Х., Тобочник Я. Компьютерное моделирование в физике (в 2-х томах). М.: Мир, 1990. Ибрагимов И.М., Ковшов А.Н., Назаров Ю.Ф. Основы компьютерного моделирования наносистем: Учебное пособие. СПб: Лань, 2010. 384 с. Мансури Г.А. Принципы нанотехнологии. Исследование конденсированных веществ малых систем на молекулярном уровне. М.: Мир, 2008.

Необходимость компьютерного моделирования в физике

Механические вычислительные устройства: счеты и арифмометр

Один из первых компьютеров: IBM-701

Приставки в системе СИ

Современные суперкомпьютеры

Самые быстрые суперкомпьютеры мира

Экзафлопс суперкомпьютеры

Знания, умения, навыки, необходимые для компьютерного моделирования Знание физических законов и уравнений, описывающих моделируемое явление Знание численных методов решения математических задач Умение составлять алгоритм численного решения математических задач Умение программировать на языке высокого уровня (C, Fortran, Pascal, Basic etc.)

Многоуровневый характер структуры твердого тела

Электронная структура твердого тела: электроны и ядра

Атомная структура твердого тела

Дефектная структура твердого тела

Микроструктура (зеренная структура) твердого тела

Зеренная структура поликристалла: еще один экспериментальный пример

Структура твердотельных конструкций: макроскопические элементы

Необходимость компьютерного моделирования в физике конденсированных сред

Общая характеристика методов моделирования в физике материалов

Пространственно-временная иерархия структур и процессов в твердых телах

Иерархия методов моделирования

Фундаментальная основа моделирования из первых принципов Уравнение Шредингера для системы атомов

Фундаментальная основа классической молекулярной динамики

Дислокации как переносчики пластической деформации кристаллов

Фундаментальная основа дислокационного моделирования: дискретная дислокационная динамика (ДДД)

Работа источника Франка-Рида в монокристалле в 3D-ДДД

Результат 3D-ДДД моделирования M.C. Fivel, Model. Simul. Mater. Sci. Eng. 1996

Двумерное дислокационное моделирование В.Н. Перевезенцев, Г.Ф.Сарафанов, Письма в ЖТФ, 2007, 33(9) 87

2D-ДДД с тремя системами скольжения: моделирование отжига

Мезоскопическое (микромеханическое) моделирование crystal plasticity modeling)

Примеры микромеханических моделей деформации поликристаллов Модель Закса Модель Тейлора Модель самосогласованной вязкопластичности ССВП (viscoplastic self-consistent, VPSC, model)

Модель Тейлора Модель Закса

Макромеханическое моделирование

Макромеханическое моделирование РКУП W.J. Zhao, H. Ding,Y.P. Ren, S.M. Hao, J. Wang, J.T. Wang, Materials Science and Engineering A 410–411 (2005) 348–352

Основной предмет нашего курса