计算科学在材料科学中的应用名师优质课赛课一等奖市公开课获奖课件

计算科学在材料科学中应用第1页材料是人类社会可经济地制造有用物品物质第2页公元前10万年，石器时代公元前30，青铜器时代公元前10，铁器时代公元前0年，水泥时代18，钢时代1950年，硅时代1990年，新材料时代第3页材料金属材料无机非金属材料：水泥、陶瓷、玻璃等高分子材料：橡胶、塑料、粘接剂等复合材料：金属基、陶瓷基、高分子基等黑色金属：铁、钨有色金属：铝、铜、镁、金、银等材料分类第4页成份、组织结构性能合成与制备使用效能材料科学材料工程材料研究四要素第5页材料研究方法试验研究计算模拟10-910-610-3(m)第6页材料量子力学研究第7页初始电荷密度n(r)电子波函数ᴪi(r)电荷密度nKS(r)nKS(r)=n(r)?基态能量ENY修正多粒子体系薛定谔方程求解E是电荷密度n(r)函数第8页ABINIT密度泛函理论（DFT）软件包第9页第一性原理方法研究材料性质案例不一样Al含量bcc和fcc结构高熵合金AlxCrMnFeCoNi杨氏模量E三维分布图第10页材料基因组—高通量计算第11页87.2%77.0%高通量第一性原理方法探索新材料第12页机器学习在材料研究中应用第13页机器学习在材料研究中应用第14页机器学习在材料研究中应用第15页机器学习在材料研究中应用第16页人工智能程序“重新发觉”元素周期表Atom2Vec第17页第18页G.Pilania,C.Wang,X.Jiang,etal.,Acceleratingmaterialspropertypredictionsusingmachinelearning[J],Sci.Rep.,,3:2810.P.Raccuglia,K.C.Elbert,P.D.Adler,etal.,Machine-learning-assistedmaterialsdiscoveryusingfailedexperiments[J],Nature,,533(7601):73-76.K.Lejaeghere,G.Bihlmayer,T.Bjorkman,etal.,Reproducibilityindensityfunctionaltheorycalculationsofsolids[J],Science,,351(6280):aad3000.A.L.Parrill,K.B.Lipkowitz,MACHINELEARNINGINMATERIALSSCIENCERECENTPROGRESSANDEMERGINGAPPLICATIONS,inReviewsinComputationalChemistry.,JohnWiley&Sons,Inc.K.Xia,H.Gao,C.Liu,etal.,Anovelsuperhardtungstennitridepredictedbymachine-learningacceleratedcrystalstructuresearch[J],ScienceBulletin,,63(13):817-824.Y.Lederer,C.Toher,K.S.Vecchio,etal.,Thesearchforhighentropyalloys:ahigh