金属锡是高压物理领域研究的热点,也是国防科技领域关注的重要材料。锡具有丰富的物相,无论是基础研究,还是工业应用,锡的多相物态方程和相界都至关重要。采用密度泛函理论结合平均场势方法,系统研究了锡的高温高压多相物态方程、相界...金属锡是高压物理领域研究的热点,也是国防科技领域关注的重要材料。锡具有丰富的物相,无论是基础研究,还是工业应用,锡的多相物态方程和相界都至关重要。采用密度泛函理论结合平均场势方法,系统研究了锡的高温高压多相物态方程、相界、弹性模量、声速和Hugoniot线等,获得了高温高压下锡的多相物态方程,计算得到的β-γ相界、β-Sn的常压声速与实验结果吻合较好。此外,进一步研究了不同密度泛函对锡的高温高压物态方程的影响。结果表明:通过局域密度梯度近似(local density approximation,LDA)和PBEsol泛函得到的主Hugoniot线及常压弹性模量与实验结果具有较好的一致性;与其他泛函相比,通过SCAN(strongly constrained and appropriately normed)泛函描述的相界的偏差较大,但描述的β-Sn的常压声速与实验结果更接近。展开更多
高保真材料模型的系统性构建、优化和验证对于动态载荷仿真至关重要。详述了在大禹数字平台上构建和验证此类模型的方法:首先,构建参数化状态方程(equation of state,EOS)框架,整合所有可用的含相关不确定度的实验数据,并采用全局优化...高保真材料模型的系统性构建、优化和验证对于动态载荷仿真至关重要。详述了在大禹数字平台上构建和验证此类模型的方法:首先,构建参数化状态方程(equation of state,EOS)框架,整合所有可用的含相关不确定度的实验数据,并采用全局优化方法确定最优EOS参数;然后,将优化后的EOS与包含待定参数的本构模型耦合,开展复现实验条件的一维或二维数值模拟;进而,利用优化算法迭代调整本构模型参数,以实现模拟波形与实验波形的全局最优匹配,从而精确标定本构参数;最后,整合优化后的EOS与标定后的本构模型,形成完整的材料模型,并为自研及商业仿真软件开发标准化接口。通过模拟预测新的实验条件下的材料性质并与实验结果进行对比,完成材料模型的验证。利用自主研发的新型重要性交叉优化算法,实现了实验数据约束下的理论模型参数优化,采用贝叶斯不确定性量化程序对材料模型参数的不确定性及其向计算物理量的传递进行严格量化。展开更多
文摘金属锡是高压物理领域研究的热点,也是国防科技领域关注的重要材料。锡具有丰富的物相,无论是基础研究,还是工业应用,锡的多相物态方程和相界都至关重要。采用密度泛函理论结合平均场势方法,系统研究了锡的高温高压多相物态方程、相界、弹性模量、声速和Hugoniot线等,获得了高温高压下锡的多相物态方程,计算得到的β-γ相界、β-Sn的常压声速与实验结果吻合较好。此外,进一步研究了不同密度泛函对锡的高温高压物态方程的影响。结果表明:通过局域密度梯度近似(local density approximation,LDA)和PBEsol泛函得到的主Hugoniot线及常压弹性模量与实验结果具有较好的一致性;与其他泛函相比,通过SCAN(strongly constrained and appropriately normed)泛函描述的相界的偏差较大,但描述的β-Sn的常压声速与实验结果更接近。
文摘高保真材料模型的系统性构建、优化和验证对于动态载荷仿真至关重要。详述了在大禹数字平台上构建和验证此类模型的方法:首先,构建参数化状态方程(equation of state,EOS)框架,整合所有可用的含相关不确定度的实验数据,并采用全局优化方法确定最优EOS参数;然后,将优化后的EOS与包含待定参数的本构模型耦合,开展复现实验条件的一维或二维数值模拟;进而,利用优化算法迭代调整本构模型参数,以实现模拟波形与实验波形的全局最优匹配,从而精确标定本构参数;最后,整合优化后的EOS与标定后的本构模型,形成完整的材料模型,并为自研及商业仿真软件开发标准化接口。通过模拟预测新的实验条件下的材料性质并与实验结果进行对比,完成材料模型的验证。利用自主研发的新型重要性交叉优化算法,实现了实验数据约束下的理论模型参数优化,采用贝叶斯不确定性量化程序对材料模型参数的不确定性及其向计算物理量的传递进行严格量化。
