材料的理性设计与计算模拟

材料的理性设计与计算模拟是基于计算机开展的"实验"研究。通过材料的理性设计与计算模拟,可以在原子层次上揭示材料的结构与性能之间的联系,预测新材料。这也促进了材料科学研究模式从"经验指导实验"向"理性设计与计算模拟、实验验证"转变。材料的理性设计与计算模拟的核心问题是发展先进的电子结构计算方法与软件,包括可以处理复杂材料体系的快速、可靠的方法与软件,以及材料"大数据"驱动的材料理性设计。     

相场方法模拟研究的奔跑者——记北京科技大学物理系主任马星桥教授

<正>相场方法起源于朗道的相变理论,是一种基于体系自由能计算的动力学方法,上个世纪中期曾被用于固体中扩散,Spinodal分解等过程的计算。80年代初,Khachaturyan发展了微弹性理论,使相场方法可用于涉及弹性变形的实际体系中。通过陈龙庆等人在90年代早期的计算机模拟工作,人们逐渐认识到了它在工程模拟方面的优势。它可以模拟相变过程,对模拟非均匀体系中畴或微观组织的形成和演化过程以及材料在非均匀体系中的物理性质十分有效。近年来,相场方法在材料计算模拟方面正越来越受到重视,有望发展成可用于材料     

建筑节能相变材料储能效果计算机模拟研究

随着经济的迅猛增长,人们日益关注紧缺的能源供应的问题。建筑节能方向是建筑业发展面临的新课题,将相变材料掺入传统建筑围护结构制备新型高效节能建筑材料,利用FLUENT计算机模拟软件进行数值模拟,对建筑节能相变材料的储能效果进行实验分析、实现计算机仿真模拟研究。     

浅析计算机能耗模拟在建筑节能中的运用

叙述了当前计算机辅助建筑节能设计的背景、重要性、思路和相关技术,就目前建筑节能设计中遇到的具体问题探讨了正确使用计算机进行能耗模拟的措施和对策。论述了计算机技术在建筑能耗模拟和工况运行监测等新领域的应用情况。     

圆柱形波导内的有效模密度

为了揭示原子在圆柱形波导内自发辐射的特点，依据模式计数理论，提出了圆柱形波导内任意位置有效模密度的计算公式，计算机模拟了模密度频率曲线，揭示了圆柱腔对原子自发辐射的巨大影响，由于考虑了原子在波导内任意位置的情况，使得整个频谱范围内的有效模密度和实际情况更接近。     

热能高效转化成电能或成现实

<正>热发电应用目前主要在太阳能热发电领域,其原理是利用集热器把太阳辐射能转化成热能,然后通过汽轮机、发电机来发电。但是将获得的电流提高到能胜任现代科技的需要一直是个巨大的挑战。现在,瑞士科学家设计出了一种新奇的模型——"冷原子热电系统",有望大幅提高热电材料的电流强度。这一最新研究也将有助于科学家们模拟并设计出新的热电材料。     

锡原子材料让计算机“跑”的更快

<正>锡作为一种人们较为熟悉的材料之一,在日常生活中极为常见,如香烟中的锡纸、平时用的锡罐等。但就是这种普通材料在经由科学家的特殊处理之后,不但成了比肩石墨烯的梦幻材料,还有望打破计算机领域硅晶体一家独大的局面。据物理学家组织网近日报道,由美国斯坦福大学科学家领导的研究小组发现,一种由单层锡原子组成的复合材料,或许有望成为首个在计算机运行温度范围内导电效率达到100%的材料,这样能使计算机芯片的效率进一步提升,使计算机工作效率得到又一次飞跃。     

计算机模拟技术在材料成形过程中的应用

计算机模拟技术在材料科学领域中应用日益广泛,本文综述了这方面的研究现状,介绍了材料成形中计算机模拟技术的常用软件,并详述了其在液态金属成形、金属塑性成形、金属连接成形3方面的应用。     

计算机模拟技术在材料成形过程中的应用

计算机模拟技术在材料科学领域中应用日益广泛,本文综述了这方面的研究现状,介绍了材料成形中计算机模拟技术的常用软件,并详述了其在液态金属成形、金属塑性成形、金属连接成形3方面的应用。     

分子动力学模拟及应用简介

分子动力学模拟是一种计算机模拟实验方法,通常利用计算机软件,根据牛顿力学的基本原理,以分子的运动为主要的模拟对象,研究体系中所有粒子的运动状态随时间的演变,分子动力学模拟不仅可以得到分子的运动轨迹,同时还可以观察到原子运动的微观细节。在统计力学系综下,通过对相空间取系综平均,进而获得体系相应的物理性质和化学性质,分子动力学模拟是对理论计算和实验方法的有力补充。     

模拟电路实验教学探讨

模拟电路实验教学是模拟电路教学中一个重要环节,对培养大学生的创新能力、实践动手能力和综合素质具有极其重要的意义。文章首先详细介绍了目前模拟电路教学的现状,之后从重视理论教学、理论教学的方法、运用计算机进行实验教学几方面详细探讨了如何进行高效的模拟电路实验教学。     

系统动态学方法在土地资源承载能力研究中的应用尝试——以黄淮海平原为例

系统动态学是以系统论、自动控制理论和信息论为支柱,建立在电子计算机系统仿真基础之上的一种系统研究方法。通过将所研究系统在计算机上进行模拟,可分析出系统的功能、结构及变化趋势,并可对系统运行后的各种行为结果作出预测。较适用于分析和研究复杂的社会经济系统,目前已广泛应用于不同层次的发展战略和未来对策的研究。     

试析水资源监测中计算机模拟技术的应用

长期对水资源监测工作的投入不足,使得水资源的质量不能得到保证,也不能保证人们生产、生活用水的安全性。计算机模拟技术的应用,大大提高了监控工作的效率和质量。本文从水资源监测入手,探讨了监测的内容和监测的方法,也提出了一些水资源监测中存在的问题。对于计算机模拟技术应用的优势也进行了阐述。     

Ti3SiC2与TiAl的显微结构与电子结构研究（英文）

现代高分辨电镜和高空间分辨分析电镜，使我们可以在纳米和原子尺度研究材料的显微结构和微区成份，从而极大地加深了我们对材料的结构与性能的理解。另一方面，随着信息技术的飞速发展，计算材料学也以前所未有的广度和深度，冲击着材料研究的模式。对显微结构的研究也是如此。材料的微结构，作为组成材料的大量原子在空间中的排列，本质上是由原子间的相互作用，即化学键决定的。借助第一原理总能与电子结构计算可给出原子间成键的详尽的信息，它在显微结构及其演变的研究中有很好的应用前景。本论文将先进电子显微术与计算材料学有机地结合起来，在从纳米、原子尺度到电子尺度等多个层次对钛基金属间化合物和陶瓷(Ti3SiC2, TiC, TiAl)的结构进行了研究。     

第三代半导体:“虚拟生长”引发充电革命

<正>听多了虚拟货币、虚拟现实、虚拟主机……有没有听过虚拟生长?"要长出高质量的碳化硅(Si C),我们需要对生产工艺进行设计、调试和优化。"晶体材料国家重点实验室教授陈秀芳带领的课题组有一项重要任务——通过物理气相沉积法生长出高质量、大尺寸的Si C单晶材料。"但实际的生长耗时、耗料,可能也不稳定,通过计算机模拟‘虚拟生长’过程,可提前获知温度、生长     

新材料为电子铺就“高速公路”大幅提升芯片速度

[导读]据物理学家组织网11月22日报道,由美国斯坦福大学科学家领导的研究小组发现,一种由单层锡原子组成的复合材料,或许有望成为首个在计算机运行温度范围内导电效率达到100％的材料。这种新材料能为电子铺就一条不限速的“高速公路”,让未来的计算机芯片速度更快、耗能更少。     

氧化物薄膜生长与计算机模拟概况

目前关于计算机模拟薄膜的生长的报道主要是以单金属薄膜的生长和多元化合物为主,而氧化物薄膜模拟报道很少。本文基于传统公认薄膜生长过程,介绍了氧化物薄膜的生长模式。同时,介绍了氧化物薄膜的影响因数和计算机模拟氧化物薄膜生长的三种主要方法及其应用特点,包括了速率方程理论、第一性原理分子动力学、蒙特卡罗方法,并详细介绍了当前国内外计算机模拟氧化物薄膜生长的研究现状。     

原子沉积构筑全新未来--记武汉大学工业科学研究院研究员李照东

2018年5月,芬兰技术学会宣布将“千年技术奖”授予芬兰物理学家图奥莫·松托拉,以表彰他研发了在信息技术领域发挥重要作用的原子层沉积技术。原子层沉积技术可以将物质以单原子膜形式一层一层镀在基底表面,在许多高科技领域发挥着重要作用。当前,几乎所有的计算机和智能手机中都会使用通过原子层沉积技术制成的薄膜元件。不仅如此,原子层沉积技术的优点也引起了其他领域的重视,且已经广泛应用于如光伏太阳能板、光学镜头镀膜、柔性电子、新能源电池、航空航天等相关领域中,并已初步实现产业化论证。目前,武汉大学工业科学研究院研究员李照东正致力于研究其沉积过程中的原子结晶行为,并将其应用于界面调控及绿色能源转化器件.     

给细胞编程

今天,人们已越来越离不开计算机,如果世界上的计算机都停止工作,整个世界会变成死水一潭。因此,更新换代最快的高科技产品就是计算机。目前所用的计算机都是用芯片等材料组装的"死"机器。现在,科学家们已经不满足于制造这种"死"计算机了,他们将研究方向转向活的     

团簇物理学研究进展

团簇是原子、分子向固相材料过渡的桥梁,由于其显著的量子尺寸效应而表现出许多特别的,与原子、分子和固体材料不同的物理、化学性质。本文针对团簇的结构、性质等特点,从团簇的磁性、光学、生物医学、催化、储氢和超原子等方面对其结构、性质以及潜在应用的研究进展进行简述。