本文關鍵詞：晶粒生長的蒙特卡洛模擬方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：計算機材料模擬是利用計算機進行模擬實驗,它為新型材料的生產和研究提供了可靠的工具。本文主要分析了基于Potts模型的蒙特卡洛方法在模擬晶粒生長現象上存在的缺陷,提出了基于Potts/Strain模型的多種改進的蒙特卡洛方法。 首先根據傳統蒙特卡洛方法不能用于模擬具有形變屬性晶粒生長的角度實現了基于Potts/Strain的蒙特卡洛方法。其次根據傳統蒙特卡洛方法在模擬過程中可能出現的“重新形核”現象以及模擬效率不高的特性,提出了基于晶界遷移的蒙特卡洛方法。以上兩種方法都未能體現能量在模擬晶粒生長過程中的重要性,在模擬方法中考慮能量因素進行晶粒生長模擬時,模擬系統中可能出現網格點重新取向前后能量未發(fā)生變化的現象,然后從這兩個角度出發(fā),提出了基于能量和接受概率蒙特卡洛方法。最后實現了基于LAMMPS (Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator)和SPPARKS (kinetic and Metropolis Monte Carlo simulator)的交互模擬系統,用于完成具有形變量屬性材料的晶粒生長模擬。 晶粒生長指數的理論值為0.5。首先使用傳統蒙特卡洛方法進行晶粒生長模擬,根據模擬結果可以得出晶粒生長指數為0.465,然后使用基于晶界遷移的蒙特卡洛方法進行晶粒生長模擬,可以得出的晶粒生長指數為0.481,最后使用基于能量和接受概率相結合的蒙特卡洛方法進行晶粒生長模擬,可以得出的晶粒生長指數為0.489。
【關鍵詞】：晶粒生長 Potts/strain模型 晶粒生長指數
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP304
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 國內外研究現狀10-14
• 1.2.1 計算機模擬技術在材料微觀組織結構中的研究10-11
• 1.2.2 分子動力學模擬計算的研究11
• 1.2.3 蒙特卡洛方法模擬晶粒生長的研究11-13
• 1.2.4 目前研究中存在的問題13-14
• 1.3 研究內容和目標14-15
• 1.4 本文的組織結構15-16
• 1.5 本章小結16-17
• 第2章 晶粒生長的影響因素及模擬技術17-31
• 2.1 晶粒生長17-18
• 2.2 影響晶粒生長模擬的因素18-24
• 2.2.1 晶界能對晶粒生長的影響18-21
• 2.2.2 彈性變形對晶粒生長的影響21-22
• 2.2.3 塑性變形對晶粒生長的影響22-24
• 2.3 計算機模擬技術24-25
• 2.4 LAMMPS系統與SPPARKS系統介紹25-30
• 2.4.1 LAMMPS系統26-29
• 2.4.2 SPPARKS系統29-30
• 2.5 本章小結30-31
• 第3章 基于Potts/Strain模型的蒙特卡洛方法研究31-43
• 3.1 模擬方法性能評價31-33
• 3.2 傳統的MC Potts/Strain模擬方法33-36
• 3.2.1 模擬體系中的網格點布局33-34
• 3.2.2 傳統MC Potts/Strain模型概述34-35
• 3.2.3 估計量的統計35-36
• 3.2.4 傳統MC模擬的缺陷36
• 3.3 基于晶界遷移的MC Potts/Strain方法36-39
• 3.4 基于能量和接受概率的MC Potts/Strain方法39-42
• 3.5 本章小結42-43
• 第4章 LAMMPS和SPPARKS交互模擬系統的實現43-50
• 4.1 MPI并行編程模型43-45
• 4.2 LAMMPS與SPPARKS交互的實現45-49
• 4.2.1 LAMMPS與其他代碼的交互45-47
• 4.2.2 SPPARKS與其他代碼的交互47-48
• 4.2.3 LAMMPS與SPPARKS的交互48-49
• 4.3 本章小結49-50
• 第5章 模擬系統的實驗與分析50-60
• 5.1 實驗環(huán)境50
• 5.2 傳統的MC Potts/Strain方法性能分析50-52
• 5.3 基于晶界遷移的MC Potts/Strain方法性能分析52-54
• 5.4 基于能量和接受概率的MC Potts/Strain方法的性能分析54-56
• 5.5 對比分析56-58
• 5.5.1 模擬結果對比56-57
• 5.5.2 晶粒生長指數對比57
• 5.5.3 能量對比57-58
• 5.5.4 晶粒數對比58
• 5.6 本章小結58-60
• 第6章 總結與展望60-62
• 參考文獻62-65
• 致謝65

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前2條

1 胡壯麒,王魯紅,劉軼;電子和原子層次材料行為的計算機模擬[J];材料研究學報;1998年01期

2 秦東明;郭力;王小偉;葛蔚;;大規(guī)模并行粒子模擬中基于主從架構的負載平衡策略研究與實現[J];計算機與應用化學;2006年11期

  本文關鍵詞：晶粒生長的蒙特卡洛模擬方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：395330