Automated analysis and validation of interatomic potentials for application in Materials Science
原子间势的自动分析和验证在材料科学中的应用
基本信息
- 批准号:405621217
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2018
- 资助国家:德国
- 起止时间:2017-12-31 至 2022-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The structural and chemical complexity of engineering materials necessitates computational tools to describe and predict their properties on an atomistic modelling hierarchy spanning from the atomic interactions via the materials microstructure to the engineering scale. The disparity of length scales in atomistic simulations has led to a disparity of models of the interatomic interaction, from complex approximations of the many-electron problem to simple empirical potentials. It is often not clear which properties are consistently predicted by different models and for which properties the predictions differ significantly. We propose to develop and implement a transparent and comprehensive validation framework for models of the interatomic interaction. We plan to take into account experimental reference data but focus on comparing interatomic potentials to density functional theory data. As we plan the characterization and validation of a large number of interatomic potentials, we will implement an automated workflow and a dedicated database for handling large numbers of calculations. In particular, to provide reference data we plan the automated generation of density functional theory data sets with a controlled high accuracy using different exchange-correlation functionals.The interatomic potentials will initially be validated for basic materials properties, such as cohesive energies, elastic constants, phonon spectra and point defect formation energies. In a second step we focus on more abstract measures to assess the transferability of interatomic potentials by using suitable descriptors that enable to sample the potentials in a low-dimensional space.A dedicated website atomistictools.org will be set up to display the properties of interatomic potentials and in this way enable the atomistic modelling and simulation community to take advantage of the results of our project for their own research. The website will provide interactive tools and graphs for the comparison of interatomic potentials and density functional theory data. The assessment of the properties of an interatomic potential is the first step in every atomistic simulation project. We expect that our website will help many researchers to speed up their project, as we will take away the often cumbersome and time consuming task of evaluating the predictions of an interatomic potential.The proposal is part of a collaboration on modelling the interatomic interaction in materials science. We interact closely with projects on the development and application of interatomic potentials.
工程材料的结构和化学复杂性要求计算工具在从原子相互作用到材料微观结构再到工程尺度的原子模型层次上描述和预测它们的性质。原子模拟中长度尺度的差异导致了原子间相互作用模型的差异,从多电子问题的复杂近似到简单的经验势。通常不清楚哪些属性被不同的模型一致地预测,哪些属性的预测有显著差异。我们建议开发和实现一个透明和全面的验证框架,用于原子间相互作用的模型。我们计划考虑实验参考数据,但重点是比较原子间相互作用势和密度泛函理论数据。随着我们计划对大量原子间相互作用势进行表征和验证,我们将实施自动化工作流程和用于处理大量计算的专用数据库。特别是,为了提供参考数据,我们计划使用不同的交换关联函数以受控的高精度自动生成密度泛函理论数据集。原子间相互作用势将首先验证基本材料性质,如结合能、弹性常数、声子谱和点缺陷形成能。在第二步中,我们将重点放在更抽象的测量上,通过使用合适的描述符来评估原子间势的可转移性,这些描述符使得能够对低维空间中的势进行采样。我们将建立一个专门的网站ATOM TOOLS.org来展示原子间势的属性,从而使原子建模和模拟社区能够利用我们项目的结果来进行他们自己的研究。该网站将提供用于比较原子间相互作用势和密度泛函理论数据的交互工具和图表。评估原子间相互作用势的性质是每个原子模拟项目的第一步。我们希望我们的网站将帮助许多研究人员加快他们的项目,因为我们将取消评估原子间相互作用预测的通常繁琐和耗时的任务。该提议是材料科学中对原子间相互作用进行建模的合作的一部分。我们与开发和应用原子间相互作用势的项目密切互动。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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