計算水平的飛速發(fā)展使得人們可以通過模擬計算的方法獲取所需材料的性質(zhì)參數(shù),用于材料研發(fā)和改性�；诿芏确汉碚摚╠ensity functional theory,DFT）的第一性原理（first-principles,FP）方法（DFT-FP）能給出精度很高的數(shù)據(jù),成為常用的模擬計算方法。雖然DFT-FP大大推動了材料科學(xué)的發(fā)展,但是DFT-FP計算量大且耗時,對計算資源需求高。近年來,隨著數(shù)據(jù)量的不斷積累,機器學(xué)習(xí)（machine learning,ML）方法被逐漸應(yīng)用于材料科學(xué),有可能極大地改變和提高材料科學(xué)中性質(zhì)參數(shù)的計算效率,加速材料科學(xué)的發(fā)展和進步。本文使用DFT-FP和基于支持向量機（support vector machine,SVM）的ML方法（SVM-ML）,系統(tǒng)研究了金屬中過渡金屬（transition metal,TM）替代型溶質(zhì)與氫/氦/碳/氮/氧等間隙型溶質(zhì)之間的相互作用以及TM溶質(zhì)的擴散行為,探索ML方法在該領(lǐng)域的應(yīng)用。主要內(nèi)容和結(jié)果如下:應(yīng)用DFT-FP研究了金屬鎢中TM溶質(zhì)與氧的相互作用,建立了表征TM溶質(zhì)與氧以及空位-氧團簇相互作用的結(jié)合能數(shù)據(jù)庫,為后... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?ＩＴＥＲ裝置示意圖［４］??

?第二章研宄方法???算法把使兩類數(shù)據(jù)點之間的“間隔”最大的分類超平面作為最優(yōu)分類超平面，即??使用最大間隔原則。??ｙＡ??▲?▲??▲?▲?ｕ??？?？???？ｘ??圖２．１不同的分類超平面??對于線性可分的問題，分類超平面的方程一般為＝?〇．均＋纟＝〇，其??中（ＶＶ．Ｘ）表示兩個向量的內(nèi)積。通過計算可知，表征間隔的兩個支持超平面之間??的距離為由最大化間隔的思想可得下列對變量Ｗ和６的凸二次規(guī)劃問題??ｌｌｗｌｌ??ｍｉｎｗ，ｂ｜｜｜ｉｖ｜｜２，?（２．１２）??ｓ．ｔ．?ｙｆ（（ｗ?？尤ｉ）＋?ｂ）?２?１，?ｉ?＝?１，…乂?（２．１３）??引入Ｌａｇｒａｎｇｅ函數(shù)??Ｌ（ｗ，?ｂ，ａ）＝＾?＼＼ｗ＼＼２?－１［＝１?ａｔ?（ｙｉ（（ｉｖ?？?ｘ（）?＋?ｂ）?－?ｌ），?（２．１４）??其中ａ?＝?ａ；）１＇為Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子向量，通過把上式分別對ｗ和６求偏微分??且令其等于〇，并結(jié)合Ｋａｒｕｓｈ－Ｋｕｈｎ－Ｔｕｃｋｅｒ（ＫＫＴ）條件，可以把原始問題（２．１２）？??（２．１３）轉(zhuǎn)化為其對偶問題??ｍｉｎａｌＹ．ｌｉ＝ｉ＇Ｚｌｊ＝１ｙｉｙＪ｛ｘｉ?■?ｘ＾ａｊ?－?Ｖ?ａｊ，?（２．１５）??Ｓ．ｔ．?｛?（２．１６）??（ａ；?２?０，ｉ?＝?１，…乂??得到的解為ａ＊?＝?ａ／）Ｔ，其中，若分量ａ『不為０，則稱其對應(yīng)的輸入々為??支持向量；否則稱Ａ為非支持向量。進而可計算出選�。铮缘�??一個正分量ａｊ，可計算得丨從而可以得到?jīng)Q策函數(shù)??ｙ?＝?ｓｇｎ（５〇）），?（２．１７）??其中分〇）?＝?（ｗ＊?？?ｘ）?＋?ｂ＊?＝幻＝１刃?？?ｘ）?＋?聊為符號函

?第三章鎢中過渡金屬溶質(zhì)與氧的相互作用研究???擴展為三缺陷的結(jié)合能公式如下所示??ＥＡｉ，Ａ２，Ａ３?一?ｐＡｉ?丄?口八２?丄?口八３?一?ｐＡｉ—Ａ２＿Ａ３?一?ｏｐｂｕｌｋ??ｂ?一?ｃｔｏｔ?卞?ｃｔｏｔ?卞?Ｇｔｏｔ?一?Ｅｔｏｔ?—?ｚｃｔｏｔ?，?Ｗ－ｚ；??其中各項的含義與（３．１）式類似。另外，一個缺陷Ａ，相對于一個缺陷團簇Ａ２－Ａ３??的增量結(jié)合能可以被定義如下??ｐＡ１；Ａ２—Ａ３?一?ｐＡ；！丄?ｐｉＡ２＿Ａ３?一?ｐＡｊ—Ａ２—Ａ３?一?ｐｂｕｌｋ??Ｄｂ?＿?Ｅｔｏｔ?卞?＾ｔｏｔ?一?ｃｔｏｔ?一?ｃｔｏｔ?，??其中各項的含義與（３．１）式和（３．２）式類似。此式可以用來評估這些缺陷之間的協(xié)同??效應(yīng)。由上述公式可知，一個正的結(jié)合能表示缺陷之間的相互吸引，而負(fù)值表示??排斥，結(jié)合能絕對值的大小表征了相互作用的強弱。??３．３研允結(jié)果與討論??３．３．１過渡金屬溶質(zhì)與氧的相互作用??ｗｒ?ｗｒ?ｗｒ??圖３．１?Ｓｏｌ－０對的示意圖。鎢和ＴＭ溶質(zhì)原子分別由大的藍色球和黃色球表示。相對于溶質(zhì)??的Ｔｅｔｌｎｎ至Ｔｅｔ７ｎｎ位置由紅色小球表示，并依次用黃色數(shù)字１－７標(biāo)記。０ｃｔｌｎｎ位置由藍色小??球表示。Ｔｅｔｌｎｎ和Ｔｅｔ７ｎｎ位置之間的中點由深綠色小球表示，并用ＭＳ標(biāo)記??１２??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Theoretical study of the interaction between hydrogen and 4d alloying atom in nickel[J]. Wen-Guan Liu,Yuan Qian,Dong-Xun Zhang,Xing-Bo Han,Xin-Xin Chu,You-Shi Zeng,Guang-Liang Bao,Guang-Hua Wang,Sheng-Wei Wu,Wei Liu.  Nuclear Science and Techniques. 2017(06)
[2]托卡馬克研究的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 李建剛.  物理. 2016(02)



本文編號：3508998