Npj Comput. Mater.: 金属体系微观结构—建模与仿真综述

材料及其行为的多样性和复杂性源于其微观结构特征（如空隙、裂纹、相、晶粒、位错和局部化学成分）之间的关联及其与外界环境之间复杂的非线性相互作用。一直以来，许多工程材料的化学、微观结构和行为之间的复杂相互作用主要通过实验方法进行研究。然而，由于相互作用本身的复杂性以及巨大的材料搜索空间，再加上实验条件的限制，仅基于实验的材料设计和研究是极其困难和耗时的。这也是计算模拟成为材料科学和工程领域的重要工具的原因之一。许多原理上或技术上难以通过实验进行测量的物理量，都可以通过计算模拟进行跟踪和研究。在计算能力提高的同时，计算建模的进步也达到了能够与实验相媲美的水平。

来自德国马克斯-普朗克研究所的Jaber Rezaei Mianroodi等，聚焦固体材料尤其是金属体系的模拟方法，介绍并总结了基于连续介质的多物理、多尺度建模和仿真技术的最新进展。在连续介质层面上，一类基于连续介质热力学、相场方法和晶体塑性的模型，有助于解释其微观结构演化过程中的多种物理机制及其相互作用。该文回顾了该领域目前常用的仿真方法和计算软件包，同时展望了未来的研究方向，特别是与机器学习、数据驱动模型、统计等相关的新兴研究方向。

该文近期发表于npj Computational Materials 8：93 (2022)

转自：“知社学术圈”微信公众号

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