Arlequin构架下结构多尺度数值模拟的中期报告.docx

Arlequin构架下结构多尺度数值模拟的中期报告 Arlequin是一种多尺度、多物理领域的计算框架，用于模拟诸如材料行为、流体动力学、化学反应等问题。在这份报告中，我们将介绍使用Arlequin进行结构多尺度数值模拟的结果和进展。 首先，我们考虑使用Arlequin从原子尺度到宏观尺度模拟纳米材料的行为。我们使用经典分子动力学（MD）方法描述原子尺度行为，并将其与连续介质力学（CEM）方法相结合，其中CEM方法用于模拟材料的宏观行为。我们开发了一个程序，可以在Arlequin框架内耦合这两种方法，并将结果与实验数据进行对比。结果显示，我们能够用这种方法精确地预测多种纳米材料的物理和力学行为。 其次，我们考虑使用Arlequin模拟介观组织行为。我们将材料分成多个小单元，每个单元都包含足够的信息以描述介观尺度上的物理特性。我们添加了一个热熔层，在介观尺度上模拟材料的可变温度，从而引入明显的非均质性和非线性性。我们展示了这种方法的有效性，它可以用于模拟多种介观组织的行为，如塑性形变、裂纹扩展和动态断裂行为。 最后，我们考虑了如何用Arlequin框架模拟宏观尺度的行为。我们使用CEM方法，但使用了一个新的数值算法，称为“非线性组成材料模型”。这种方法将CEM顶点的数值替换为更精确的单元值，并在非线性情况下解决宏观尺度的问题。我们展示了这种新方法的有效性，它可以在非常高的精度下模拟多种宏观材料的行为，如拉伸、弯曲和剪切等。 综上所述，我们已经取得了Arlequin和其他技术的进展，可以在多尺度框架内模拟材料的行为，并希望未来能使用这种方法解决更多的科学问题。