Generale

Naučnici sada koriste superračunare za testiranje stresa


Sa sve većim zahtjevima za resursima našeg društva podstaknutog tehnologijom, ljudi traže sve više i više načina za mapiranje sastava, svojstava i nivoa performansi određenog broja materijala, pri čemu neki istraživači ističu grafen, dok drugi žele stvoriti novi inovativni materijali za promjenu oblika.

Dio ove jednadžbe također uključuje ispitivanje načina na koji će materijali raditi pod mnoštvom različitih uslova. Sada tim istraživača traži radikalan način mjerenja stresnih materijala podvrgavajući se superkompjuterima. I Jetstream i Comet superračunari bili su zaposleni za taj posao.

Na atomskom nivou, superračunari su dobili zadatak simulacija interakcije sila koji uključuju kristale, od kojih se svaki sastoji od240,000 atoma.

Polazište za istraživanje

Bazirajući svoj rad na fizikalnom konceptu sile podijeljenom po površini, kao i konceptu da postoji simetrični aspekt naprezanja, superračunalo je u osnovi razvijeno kako bi testiralo ovu teoriju, od materijalnog do atomskog nivoa, sa Cilj "ispitivanja teorijskog porijekla simetrije tenzora naprezanja i identificiranja pretpostavki i pogrešnih interpretacija koje dovode do njegovog simetričnog svojstva."

Revizija starih pretpostavki

Simulacije molekularne dinamike provedene putem superračunara omogućile su istraživačima da ospore mnoge teorijske pretpostavke o stresu, uglavnom da će teorija simetrije biti održana u atomskim virijalnim i čvrstim testovima stresa.

"Uobičajeno prihvaćeno simetrično svojstvo tenzora napona u klasičnoj mehanici kontinuuma temelji se na određenim pretpostavkama i one neće vrijediti kada se materijal razriješi u atomističkoj rezoluciji.

[T] široko je koristio atomske formule virijalnog stresa ili Hardy-ovog naprezanja značajno podcjenjuju naprezanje u blizini koncentratora naprezanja, poput dislokacijskog jezgra, vrha pukotine ili površine spoja, u materijalu pod deformacijom ", objašnjava Liming Xiong, Aerospace State University Iowa Docent za inženjerstvo i koautor rada.

Implikacije simulacija

Snaga ovog istraživanja je što nudi sveobuhvatniji pristup stresu koji će stvoriti perspektive i za jednu i za drugu (1) mikro i (2) makro skala. Tim smatra da takav multiskalni nivo modeliranja koristi istraživačima iz širokog spektra naučnih disciplina, posebno u dizajnu stakla i metala. Na primjer, faktor magle može biti dramatično drugačiji.

"Multiskale pokušavaju premostiti atomistički kontinuum. Da bismo razvili metodologiju za multiskalno modeliranje, moramo imati dosljedne definicije za svaku veličinu na svakom nivou. To je vrlo važno za uspostavljanje samokonzistentnog istodobnog računarskog atomsko-kontinuuma alat.

Pomoću tog alata možemo predvidjeti materijalne performanse, kvalitete i ponašanje odozdo prema gore. Samo razmatranjem materijala kao kolekcije atoma, možemo predvidjeti njegovo ponašanje. Stres je samo stepenica. Uz to, imamo količine koje će premostiti kontinuum ", podijelio je Xiong.

Detalji o studiji pojavljuju se u radu pod naslovom "Asimetrija tenzora naprezanja na atomskom nivou u homogenim i nehomogenim materijalima", koji je objavljen 5. septembra u Zbornik Kraljevskog društva A časopis.


Pogledajte video: Kako se osloboditi stresa (Oktobar 2021).