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本课程属于：020-材料有限元与多尺度仿真 先进材料、材料计算与可靠性工程 · 共 10 门相关课程，组合学习更完整。
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材料多尺度仿真工程案例

共计 30 章节
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01
课程导入与多尺度仿真全景
目标=材料多尺度仿真的工程意义 · 尺度划分 · 方法谱系
课程导入多尺度仿真全景
02
多尺度建模的工程需求分析
目标=从材料服役性能到微观机制 · 如何定义工程问题 · 选择尺度
多尺度建模的工程…目标=从材料服役…
03
原子尺度建模基础与工程案例
目标=分子动力学 · 蒙特卡洛 · 密度泛函理论的基本原理
原子尺度建模基础工程案例
04
原子尺度实战
目标=金属材料辐照损伤的分子动力学模… · 包括缺陷演化 · 级联碰撞
原子尺度实战目标=金属材料辐…
05
原子尺度实战
目标=合金表面吸附与催化反应的密度泛… · 包括吸附能 · 过渡态搜索与反应路径分析
原子尺度实战目标=合金表面吸…
06
微观尺度建模基础与工程案例
目标=位错动力学 · 相场法 · 元胞自动机的基本原理
微观尺度建模基础工程案例
07
微观尺度实战
目标=铝合金时效析出相演化的相场模拟 · 包括自由能构建 · 扩散方程
微观尺度实战目标=铝合金时效…
08
微观尺度实战
目标=金属塑性变形的位错动力学模拟 · 包括位错运动 · 交互作用
微观尺度实战目标=金属塑性变…
09
介观尺度建模基础与工程案例
目标=晶体塑性有限元 · 离散位错塑性 · 多晶 Representative…
介观尺度建模基础工程案例
10
介观尺度实战
目标=多晶金属拉伸变形的晶体塑性有限… · 包括取向赋值 · 本构参数标定与织构演化分析
介观尺度实战目标=多晶金属拉…
11
宏观尺度建模基础与工程案例
目标=连续介质力学 · 有限元法 · 计算流体力学在材料加工与服役中的典型…
宏观尺度建模基础工程案例
12
宏观尺度实战
目标=金属热处理过程的温度场与相变耦… · 包括热源模型 · 相变潜热与残余应力预测
宏观尺度实战目标=金属热处理…
13
跨尺度参数传递方法
目标=从原子到连续介质的均匀化 · 代表体积元 · 计算均匀化
跨尺度参数传递方…目标=从原子到连…
14
跨尺度耦合实战
目标=纳米压痕的多尺度仿真 · 从原子尺度接触响应到宏观载荷-位移曲…
跨尺度耦合实战目标=纳米压痕的…
15
跨尺度耦合实战
目标=复合材料损伤演化的多尺度模拟 · 从微观纤维/基体界面到宏观结构失效的…
跨尺度耦合实战目标=复合材料损…
16
多尺度仿真的不确定性量化
目标=输入参数波动 · 模型误差 · 尺度传递误差对预测结果的影响与工程应…
多尺度仿真的不确…目标=输入参数波…
17
多尺度仿真中的机器学习辅助
目标=代理模型 · 神经网络势 · 降阶模型在加速跨尺度计算中的工程案例
多尺度仿真机器学习辅助
18
多尺度仿真软件与工具链
目标=LAMMPS · VASP · Phase-field
多尺度仿真软件工具链
19
工程案例一
目标=航空发动机高温合金叶片的多尺度… · 涵盖原子扩散 · 析出相演化与蠕变响应
工程案例一目标=航空发动机…
20
工程案例二
目标=锂离子电池电极材料的多尺度仿真 · 涵盖离子迁移 · 相变
工程案例二目标=锂离子电池…
21
工程案例三
目标=金属增材制造过程的多尺度仿真 · 涵盖熔池动力学 · 微观组织形成与残余应力预测
工程案例三目标=金属增材制…
22
工程案例四
目标=半导体封装材料的热-力-湿多尺… · 涵盖界面分层 · 焊点疲劳与可靠性评估
工程案例四目标=半导体封装…
23
工程案例五
目标=核反应堆压力容器钢的中子辐照脆… · 涵盖缺陷团簇 · 硬化模型与断裂韧性预测
工程案例五目标=核反应堆压…
24
工程案例六
目标=碳纤维增强复合材料冲击损伤的多… · 涵盖微观纤维断裂 · 界面脱粘与宏观吸能分析
工程案例六目标=碳纤维增强…
25
多尺度仿真结果验证与确认
目标=实验对比 · 基准算例 · 网格收敛性
多尺度仿真结果验…确认
26
多尺度仿真项目实战
目标=从需求定义 · 模型构建 · 参数标定
多尺度仿真项目实…目标=从需求定义
27
多尺度仿真中的高性能计算
目标=并行策略 · GPU 加速 · 任务调度与大规模跨尺度计算的工程实践
多尺度仿真高性能计算
28
多尺度仿真数据管理与可视化
目标=数据格式 · 数据库 · 工作流管理
多尺度仿真数据管…可视化
29
多尺度仿真在材料设计中的应用
目标=面向性能目标的成分-工艺-组织…
多尺度仿真材料设计
30
课程总结与前沿展望
目标=多尺度仿真工程方法体系回顾 · 典型陷阱 · 发展趋势与持续学习路径
课程总结前沿展望