材料科学与工程MSE-武汉理工大学.PPT

计算机在材料科学与工程中的应用 叶卫平 1.1 材料科学与工程(MSE) 研究材料组成、结构、性能、制备工艺和使用性能以及它们之间相互关系的科学。 1.1 材料科学与工程(MSE) 1.1 材料科学与工程(MSE) 1.2 计算机在MSE中的应用 什么为计算机在MSE中的应用？ Different Types of Simulation Relation of different types of Simulation 天下第一大钟 145吨青铜洪钟铸造模拟 天下第一大钟 145吨青铜洪钟铸造模拟 材料再结晶模拟 材料定向凝固模拟 “足球”分子(C60)的直接观察 Continuous Metal Cast Process Continuous Metal Roll Process 1.3课程演变及安排 1.3课程演变及安排 1.3课程演变及安排 上课(20h)： 1.3课程演变及安排 实验(20h)： 1.3课程演变及安排 参考书 1)刘庄，吴肇基等. 热处理过程的数值模拟. 北京：科学出版社，1996. 2)乔芝郁,许志宏.刘洪霖. 冶金和材料计算物理化学.北京：冶金工业出版社，1999 3), TCW Basic Manual, Stockholm, Sweden, March 2002. 4)“FACT-Win - User Manual”, C.W. Bale and A.D. Pelton, CRCT, Ecole Polytechnique de Montréal, Québec, Canada; January 1999 (http://www.crct.polymtl.ca) 1.3课程演变及安排 参考书 4)王顺兴，刘勇. 实用热处理模拟技术. 北京：机械工业出版社，2002 5)樊新民，孔见，孙斐，材料科学与工程的计算机技术.江苏：中国矿业大学出版社，2000年 6)材料科学技术百科全书编辑委员会.材料科学技术百科全书.北京:中国大百科全书出版社,1995 7)熊家炯，材料设计.天津：天津大学出版社.2000年. 8)邱大年等，计算机在材料科学中的应用，北京工业大学出版社，1990. 1.3课程演变及安排 教材 武汉理工大学 材料学院 School of Materials Science and Technology Wuhan University of Technology 第一章 绪论 美国国家研究院材料科学与工程委员会 《90年代的材料科学与工程：在材料时代保持竞争力》 材料科学与工程领域存在 四个要素（性质与现象、使用性能、结构与成分、合成与加工） 两个关键（仪器设备和分析建模） 研究材料组成、结构、性能、制备工艺和使用性能以及它们之间相互关系的科学。 MSE研究内容 Synthesis Processing composition, crystal growth, thermal treatment, etc. Structure micro-, nano-, molecular, crystal Properties electronic mechanical optical, etc. Source: Materials Science and Engineering for the 1990s, NRC, 1989 Performance 四个要素 多学科交叉的新兴科学 1 多学科间有着不可分割的联系 2 有很强应用目的和明确的应用背景 3 计算机在MSE的应用非常广泛 4 MSE研究特点 材料性能表征和性能研究 计算机模拟的应用 人工智能在MSE的应用 材料数据库 用于材料设计 工艺过程的优化及自动控制 组成和结构研究 Computer Applications in MSE Materials Science Mechanical Engineering Materials Physics Chemistry Computer Science Mathematics 是一个交叉学科 华铸CAE（华中科技大学开发的一种对铸件浇注充填、凝固、模拟过程的软件） 大钟在寒山寺被吊装 华铸CAE（2007年） 重145T,高8m,钟唇直径6m,展开面积约160m2 STM image of C60 molecules adsorbed on Cu(111) surface (Hashizume et al., Phys. Rev. Lett. 71, 2959 (1993)) 工艺过程的优化及自动控制 工艺过程的优化及自动控制 金属、非金属 电子材料 塑料和复合材料 制备和使用中的许多概念、现象和转变具有惊人的相似 共