材料動力學
關注創建者：放學你等著 創建時間：2019-02-20
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作為目前已經被大量市場化的應用材料，低維材料表現出各種優異性能，在半導體、光學、醫藥、能源、信息技術等領域及人們日常生活用品中都扮演著重要的角色。同時凝聚態物理諸多前沿問題也都與低維材料及其制備工藝息息相關。然而，目前對于低維非晶材料的研究及相關報道還很少。2007年，Ediger利用薄膜沉積技術獲得了超穩玻璃，2008年Forrest發現玻璃表面具有類液體性質(49)，此后非晶薄膜與表面的研究逐漸得到了研究者們的關注。由于對納米非晶顆粒的動力學特征以及與其相似尺度的晶體材料的差異研究很少，因此，低維非晶材料動力學行為研究對認識非晶基本科學問題如玻璃轉變、力學行為具有重要意義。
最近，中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心汪衛華研究組在低維非晶顆粒動力學研究中取得進展，博士生曹乘榕等在研究員白海洋的指導下，和谷林研究組合作，通過PLD在非晶氮化硅襯底上沉積Pd80Si20超薄膜，形成不同尺寸的PdSi納米顆粒（如圖1所示）。在電子束輻照條件下，通過高分辨透射電鏡和球差電鏡原位觀測，實時觀測到這種納米顆粒逐漸開始隨機運動，并在顆粒間距小于1nm時發生顆粒之間的碰撞融合，整個過程僅在數秒至幾十秒內完成，如圖2所示。根據納米顆粒合并過程的觀察時間t，利用顆粒融合模型：τ=ηd/γ，估算出納米顆粒的粘度值η，τ為合并弛豫時間，γ為顆粒表面能，d為顆粒直徑。研究發現納米顆粒粘度與直徑有冪律關系：η∝d4.2。圖3和圖4展示了非晶顆粒、晶體顆粒及非晶-晶體顆粒合并過程中動力學差異對比。可以看出相同尺寸的非晶顆粒在80秒內完成了整個合并過程，但晶態顆粒到100秒時仍未完全合并，從而觀測到非晶顆粒具有比晶態顆粒更高的動力學活性。
展開 二．材料磁性性能研究
時間分辨X射線散射技術也被用于反鐵磁有序性的材料的動力學研究。在過去的10年中，共振X射線散射逐步發展并完善為一種強大的技術。它可以就元素磁特異性在納米級精度上進行定量和定性的動力學分析。超快X射線光源被廣泛的使用于飛秒級磁性領域。除此此外，這些實驗推動了一整套新技術的開發和運用。
最近，L. Rettig等人利用時間分辨共振X射線散射進行了反鐵磁Ho材料的磁化動力學研究。在每個 Ho原子上，總磁矩主要承載于局部4f軌道電子，部分承載于形成價帶的5d軌道電子。當近紅外飛秒脈沖選擇性地激發5d電子時，使用不同原子躍遷的時間分辨共振磁散射來分別構建和分析電子在局部4f和5d自旋的動力學。實驗顯示，4f-5d交換耦合作用非常強，以至于這些不同電子上的自旋在相同的時間被淬滅。[2] 圖2位能級示意圖和實驗示意圖
圖2 能級示意圖與實驗過程示意圖
相關研究：
Rettig, L. et al. Itinerant and localized magnetization dynamics in antiferromagnetic Ho. Phys. Rev. Lett. 116, 257202 (2016).
除此之外，磁散射與X射線全息術實現了磁化動力學的成像。 2012年，運用飛秒軟X射線脈沖得到的高質量磁全息圖首次面世。[3] 最近，科學家C. von Korff Schmising使用該技術對Co / Pd化合物疇界處的超快去磁動力學(ultrafast demagnetization dynamics)進行直接成像。（圖3） [4] 此外，科學家Seaberg, M.
展開 材料模擬及分子動力學核心技術實戰
2020年10月15日— 2020年10月18日 遠程在線實戰
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擅長靜力學，模態分析，隨機振動/譜分析，瞬態動力學時程分析，轉子動力學分分析、線性/非線性后屈曲分析，損傷斷裂力學分析，復合材料分析、壓電分析，熱分析，顯式動力學分析，流體力學分析，多場耦合分析，ANSYS二次開發等仿真分析。善于利用ANSYS進行二次開發解決特定領域科研/工程問題。
四、時間地點：
2021年8月6日-8月8日 西安
五、課程亮點和創新點分析
(一) 在授課專家選擇上，授課專家為從事多年CAE經驗的博士學位專家授課，能夠從仿真理論、項目工程經驗等多維度進行詳細和深度講解；
(二) 在內容設計上，該課程基本涵蓋了復合材料的應用各個方面，包括復合材料結構的鋪層設計、復合材料的結構建模方法、基本強度和剛度分析，也涵蓋了復合材料結構傳熱、動力學、損傷演化及界面裂紋擴展、沖擊、疲勞壽命預測等高級應用；
(三) 在授課方式上，課程培訓采用理論和軟件案例操作相結合的方法，全面細致地講解復合材料工程應用問題，讓培訓學員既掌握學科理論，又具備復合材料工程問題的解決能力，幫助科研院所、企業在復合材料結構應用上解決“魚”和“漁”問題。
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展開 此外，在Mg基儲氫材料、石墨烯界面及其吸附性能都有熱力學計算機模擬的相關應用。
4.熱動力學的發展趨勢
幾乎沒有一種實用材料的結構在熱力學上是穩定的，擴散、相變、位錯的產生和運動，以及材料的形變和斷裂都涉及各種非平衡，這就需要在實際應用中將CALPHAD模式與其他理論相結合，使其更加逼真地模擬現實情形，比如：與第一性原理（First-Principles）、密度泛函理論（Density functional theory，DFT）、相場理論（Multiphase Field Method）相結合；與材料物理冶金模型相結合，對材料硬度、強度、延伸率等做出預測；引入晶胞和析出相的形核、長大、粗化模型，計算材料的CCT、TTT相變曲線、晶粒尺寸、形核率等物性參數。
在未來，包括熱力學和動力學在內的多尺度集成計算模擬配合專業數據庫，實現材料設計階段、模擬材料生產制備和服役的全流程，從而預測材料的組織演變和宏觀性能，并在制備過程中對組織性能進行精確調控，是材料熱、動力學發展的主要趨勢[8,9]。
參考文獻
[1]徐祖耀，材料熱力學，高等教育出版社，2009
[2]戴占海，盧錦堂，孔綱. 相圖計算的研究進展[J]. 材料研究導報，2006，4（20）：94-97
[3]王翠萍,劉興軍,馬云慶,大沼郁雄,貝沼亮介,石田清仁. Cu-Ni-Sn三元系相平衡的熱力學計算[J]. 中國有色金屬學報, 2005(11): 202-207
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關鍵詞：AIMD；xtb；富勒烯；分子動力學
背景介紹
富勒烯是一類具有高度對稱性的碳分子，其獨特的結構使其在材料科學、化學反應、納米技術等領域具有廣泛的應用前景。富勒烯的形成過程涉及復雜的反應機制和分子間相互作用，因此，研究其形成機理對于理解富勒烯合成的熱力學和動力學特性至關重要。傳統的實驗方法難以從原子尺度揭示富勒烯的形成過程，而基于從頭算（AIMD，Ab Initio Molecular
Adams（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是全球多體動力學仿真領域的標桿軟件，由 MSC Software 公司開發（現隸屬于 Hexagon 集團），憑借領先的虛擬樣機技術，成為汽車、航空航天、重型機械等行業系統級動力學分析的首選工具，全球市場占有率超 60%。
一、軟件核心介紹
Adams 是集建模、求解、可視化
隨著非化石能源開發與儲能技術的跨越式發展，新能源汽車及高密度數據中心對儲能設備的能量密度提出了極高的要求。在充放電循環中，動力電池內部高能量密度的上升往往伴隨巨量熱流的產生。若無法及時耗散熱量，局部熱點的積聚不僅會加速電池老化，在極端工況下更易引發熱失控（Thermal Runaway），導致電池起火乃至爆炸的災難性后果。因此，構建高效、安全的熱管理系統是突破產業瓶頸的核心任務。
傳統的空氣冷卻與間接式液冷存在接觸熱阻大
使用火災動力學模擬器(FDS)完成火災CFD模擬課程（英）
發布于2026年3月
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語言：英語 | 時長：12小時45分鐘 | 大小：9.42 GB
**FDS實用火災建模 — 熱釋放速率、暖通空調、控制系統及高級CFD
基于LS-DYNA軟件，巖石采用近場動力學方法建模，滾刀為剛體，參考文獻如下
復現模擬
關鍵詞：GROMACS；小分子；自組裝；分子動力學；回轉半徑
背景介紹
小分子自組裝過程廣泛存在于材料、生命與能源體系中，其微觀機理關乎膠束/囊泡形成、層狀有序相的出現以及功能納米結構的穩定性。相比僅觀察宏觀現象，分子動力學（MD）能在原子尺度直接揭示小分子的自組裝機理，直觀體現其自組裝過程，從而為藥物，納米材料設計提供理論依據。
本案例基于GROMACS軟件，模擬分析匹格列酮四聚體的分子自組裝過程
工程系統動力學、建模、仿真與設計：拉格朗日圖與鍵圖方法
工程系統動力學、建模、仿真與設計.epub
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英文 |EPUB（真實）|2021年 |217頁 |ISBN ：無 |20.4 MB
本書介紹了有效的系統建模方法，包括拉格朗日圖和鍵圖，以及相關工程軟件工具20-sim的應用。內容面向工程學生和該領域的專業人士，支持他們理解和應用這些建模
工程系統動力學、建模、仿真與設計：拉格朗日圖與鍵圖方法
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精通OpenFOAM中的拉格朗日粒子動力學-全套案例-中文字幕（srt）
精通OpenFOAM中的拉格朗日粒子動力學 | Mastering Lagrangian Particle Dynamics In Openfoam
MP4 | 視頻：h264, 1920x1080 | 音頻：AAC, 44.1 KHz
語言：英語 | 大小：2.50 GB | 時長：2小時
<p>本算例集基于 MATLAB 編寫，深度聚焦于近場動力學對應模型（Correspondence Model）中的核心痛點——零能模式（數值不穩定性）的消除。代碼通過一個帶中心圓孔的三維/二維板拉伸試驗，復現并對比了三種主流的穩定化控制方案。核心研究內容常規態基近場動力學 (Ordinary State-based PD)：基礎模型實現，作為對比基準。零能模式抑制算法對比：Silling 方案 (
