纳米尺度理论与计算-第四节从材料模拟到器件仿真.pdfVIP

2022 纳米尺度理论与计算课程 从材料模拟到器件仿真 尺度与方法 ？ 团簇→低维材料→表面催化→生物分子→自组装→细胞膜→器件 量子化学→密度泛函→分子动力学→分子力学→粗粒化→蒙特卡洛 尺度与方法 • 尺度更大的微纳器件，甚至产品，使用什么方法呢？ • 对于一个要实际应用的产品，不只是考虑一种环境， 温度，磁场，电场，光场，应力，服役等，怎么来 模拟呢？ 尺度与方法 尺度与方法-计算机仿真 CAD--计算机辅助设计 （Computer Aided Design） CAE--计算机辅助工程 （Computer Aided Engineering） CAM--计算机辅助制造 （Computer Aided Manufacturing） CAPP--计算机辅助工艺过程设计 （Computer Aided Process Planning） 尺度与方法-什么是计算机仿真？ 尺度与方法-计算机仿真 ü 利用模型复现实际系统中发生 的本质过程，并通过对系统模 型的实验来研究存在的或设计 中的系统，又称模拟。 ü 这里所指的模型包括物理的和 数学的，静态的和动态的，连 续的和离散的各种模型。所指 的系统也很广泛,包括电气、机 械、化工、水力、热力等系统, 也包括社会、经济、生态、管 理等系统。 尺度与方法-计算机仿真 ü 当所研究的系统造价昂贵、 实验的危险性大或需要很长 的时间才能了解系统参数变 化所引起的后果时，仿真是 一种特别有效的研究手段。 ü 仿真的过程包括建立仿真模 型和进行仿真实验两个主要 步骤。 尺度与方法-计算机仿真 密度泛函理论 量化计算 分子动力学，蒙特卡洛 编程方法 计算模拟版定位为计算模拟区各专业版的高级版，其定位基于计算模拟 区第一性原理、量子化学、分子模拟、仿真模拟和程序语言的相通性， 目的在于促进前面六个子板的融合和沟通交流，引领提高计算模拟领域 的虫子编程的能力、应用软件解决科研问题的能力和科研洞察力。 尺度与方法-计算机仿真 同志，您是哪个部分的？ 计算仿真的目的 产品或部件的优化、创新 ü 揭示科学奥秘和科学规律指导实验 ü 产品的思想和概念的创新 ü 缩短开发周期，节约成本 计算仿真的目的 产品或部件的优化、创新 ü 揭示科学奥秘和科学规律指导实验 ü 产品的思想和概念的创新 ü 缩短开发周期，节约成本 计算仿真与理论计算的区别与联系 计算仿真 理论模拟 研究对象 工程，器件 材料物性、微观机理 研究方法 经典理论，偏微分方程， 量子或者分子理论 有限元，有限差分，有限体积 薛定谔方程，自洽求解 研究性质 多物理场性质 单物理场 模型建立 尺寸，几何形状，材料特性，