带应力string方法及其在材料计算中的应用
批准号:
11001244
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
17.0 万元
负责人:
靳聪明
依托单位:
学科分类:
A0504.微分方程数值解
结题年份:
2013
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐映红、杨瑞、许洲、马超、申慧
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中文摘要
在物理、化学、生物等过程中有一类重要的小概率事件,如晶体成核、化学反应、蛋白质构象变化等。找出这类小概率事件的最优路径、过渡态、转移概率等对于材料性质、生物过程、药物设计等研究具有十分重要的指导作用。由于时间尺度的分离,直接用分子动力学模拟,计算量非常庞大。由鄂维南教授等提出的string方法是处理这类小概率事件的有效方法之一。我们已将string方法应用到晶体材料的位错运动研究中,初步给出了位错运动的一些规律。鉴于应力在晶体位错运动中的重要作用,本课题拟设计一个新的方法,将应力的影响结合进string方法,使得到的最优路径、过渡态和转移概率等结果能反映应力在变化过程中的作用。我们将以晶体铝中的螺位错运动为例,更系统的研究应力下的位错运动规律,预测材料性质,为材料设计提供理论指导。进而,可以把该方法应用到其它小概率事件研究,帮助人们更深刻的理解物理、化学、生物过程及相关性质。
英文摘要
在物理、化学、生物等过程中有一类重要的小概率事件,如晶体成核、化学反应、分子构象变化等。找出这类小概率事件的最优路径、过渡态、转移概率等对于材料性质、生物过程、药物设计等的理解与应用都有重要的意义。由鄂维南教授等提出的string方法是研究这类小概率事件的一个常用的方法。我们用零温度string方法系统的研究了无外力作用晶体铝中螺位错交滑移运动机制,发现位错运动机制与位错的长度及运动前后相对位置有关,结果说明一种不常见的Fleischer交滑移机制应该是存在的。在此基础上,我们对带有螺位错的晶体铝在初始滑移平面施加不同大小、不同方向的外力(Escaig stresses),得到了不同外力作用下的稳定状态。研究发现,在初始滑移平面上施加外力,可以影响螺位错部分位错之间的距离,结果与已有理论吻合。把得到的稳定状态用于带应力的string方法,得到了不同外力作用下螺位错交滑移的最优路径和过渡态。外力使螺位错交滑移路径势能面失去了原有的对称性,也改变了势垒的大小,但并未改变交滑移运动的运动机制。这对进一步研究是什么决定了位错交滑移运动机制有一定的意义。另外不变测度也可以用来研究小概率事件。我们用最大熵原理与分片线性空间结合,提出一种求解一维映射不变测度的新方法。理论与数值方法证明该方法计算量小,精度高,该方法有很大的应用前景。目前我们已把该方法推广到二维问题。
期刊论文列表
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DOI:10.1080/14786435.2011.602030
发表时间:2011-10
期刊:Philosophical Magazine
影响因子:1.6
作者:Jin, Congming;Xiang, Yang;Lu, Gang
通讯作者:Lu, Gang
DOI:10.1007/s10955-011-0366-9
发表时间:2011-09
期刊:Journal of Statistical Physics
影响因子:1.6
作者:Jiu Ding;Congming Jin;N. Rhee;Aihui Zhou
通讯作者:Jiu Ding;Congming Jin;N. Rhee;Aihui Zhou
具有缺陷的石墨超滑机制建模与模拟
- 批准号:11571314
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:靳聪明
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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