計(jì)算科學(xué)在材料科學(xué)中的應(yīng)用名師優(yōu)質(zhì)課賽課一等獎(jiǎng)市公開課獲獎(jiǎng)?wù)n件

計(jì)算科學(xué)在材料科學(xué)中應(yīng)用第1頁材料是人類社會(huì)可經(jīng)濟(jì)地制造有用物品物質(zhì)第2頁公元前10萬年，石器時(shí)代公元前30，青銅器時(shí)代公元前10，鐵器時(shí)代公元前0年，水泥時(shí)代18，鋼時(shí)代1950年，硅時(shí)代1990年，新材料時(shí)代第3頁材料金屬材料無機(jī)非金屬材料：水泥、陶瓷、玻璃等高分子材料：橡膠、塑料、粘接劑等復(fù)合材料：金屬基、陶瓷基、高分子基等黑色金屬：鐵、鎢有色金屬：鋁、銅、鎂、金、銀等材料分類第4頁成份、組織結(jié)構(gòu)性能合成與制備使用效能材料科學(xué)材料工程材料研究四要素第5頁材料研究方法試驗(yàn)研究計(jì)算模擬10-910-610-3(m)第6頁材料量子力學(xué)研究第7頁初始電荷密度n(r)電子波函數(shù)?i(r)電荷密度nKS(r)nKS(r)=n(r)?基態(tài)能量ENY修正多粒子體系薛定諤方程求解E是電荷密度n(r)函數(shù)第8頁ABINIT密度泛函理論（DFT）軟件包第9頁第一性原理方法研究材料性質(zhì)案例不一樣Al含量bcc和fcc結(jié)構(gòu)高熵合金AlxCrMnFeCoNi楊氏模量E三維分布圖第10頁材料基因組—高通量計(jì)算第11頁87.2%77.0%高通量第一性原理方法探索新材料第12頁機(jī)器學(xué)習(xí)在材料研究中應(yīng)用第13頁機(jī)器學(xué)習(xí)在材料研究中應(yīng)用第14頁機(jī)器學(xué)習(xí)在材料研究中應(yīng)用第15頁機(jī)器學(xué)習(xí)在材料研究中應(yīng)用第16頁人工智能程序“重新發(fā)覺”元素周期表Atom2Vec第17頁第18頁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