MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
■001000017359845
■00520260202105223
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798291566466
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32271827
■035    ▼a(MiAaPQ)umichrackham006387
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a620.11
■1001  ▼aLyu,  Meizhong.
■24510▼aInvestigation  of  the  Capability  of  Molecular  Dynamics  Simulation  in  Interface  Evolution:  Uncertainties  and  Applications
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  Michigan▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a135  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-03,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Holm,  Elizabeth  Ann.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  Michigan,  2025.
■520    ▼aMolecular  dynamics  (MD)  simulations  serve  as  an  indispensable  complement  to  experimental  research  in  materials  science,  offering  unique  capabilities  to  verify  experimental  observations,  access  to  experimentally  inaccessible  quantities,  and  provide  precise  control  over  system  parameters.  This  dissertation  demonstrates  the  multifaceted  applications  of  MD  simulations  across  three  distinct  but  interconnected  research  domains.The  first  study  investigated  uncertainty  quantification  and  propagation  in  ensemble  MD  simulations  of  nickel  grain  growth.  Aleatoric  uncertainty  was  introduced  through  randomly  assigned  initial  atomic  velocities  to  individual  atoms.  This  uncertainty  propagated  from  the  atomic  scale  to  the  microstructural  scale  during  simulation  evolution,  and  resulting  in  the  differentiation  of  individual  grain  evolution  trajectories  across  different  simulation  replicas.  Visualization  analysis  of  these  parallel  computational  results  revealed  atomic-level  velocity  effects  on  microstructural  evolution  that  are  typically  inaccessible  through  conventional  experimental  characterization  methods.  This  study  showed  that  even  small  differences  in  initial  atomic  velocities  can  lead  to  statistically  significant  divergences  in  microstructural  evolution.  It  highlighted  the  necessity  of  ensemble  simulations  to  accurately  capture  microstructural  behavior.The  second  project  developed  a  novel  methodology  for  directly  converting  voxel-based  experimental  microstructural  data  into  atomic-scale  initial  configurations  for  MD  simulations.  This  approach  preserves  microstructural  fidelity  while  accommodating  different  lattice  types  and  multiple  scaling  requirements.  Unlike  experimental  samples  that  inevitably  contain  impurities,  MD  simulations  provide  an  idealized  environment  of  pure  materials  without  impurity  interference.  Comparison  with  experimental  nickel  polycrystal  data  demonstrated  the  method's  capability  to  capture  characteristic  grain  growth  behavior.  This  chapter  established  a  bridge  between  experimental  and  atomic-resolution  simulations,  successfully  reproducing  grain  boundary  characteristics  observed  in  real  materials.  It  further  confirmed  that  the  absence  of  a  strong  correlation  between  grain  boundary  migration  velocity  and  curvature  in  polycrystals  is  unrelated  to  impurities,  but  instead  arises  from  network-level  effects.The  third  investigation  addresses  the  challenging  problem  of  calculating  solid-liquid  interfacial  energy  at  non-melting  temperatures  using  the  energy  conserving  orientational  force.  While  interfacial  energy  is  crucial  for  solidification  processes,  it  is  experimentally  difficult  to  measure,  traditional  MD  approaches  are  limited  to  melting  point  calculations.  This  work  employs  simultaneous  equation  solving  to  determine  both  interfacial  energy  and  mobility  across  supercooling  temperature  ranges.  The  results  revealed  a  non-monotonic  temperature  dependence  of  interfacial  energy  and  a  positive  temperature  dependence  of  interfacial  mobility.  The  application  of  synthetic  driving  forces  enabled  MD  simulations  under  previously  inaccessible  conditions  and  provided  new  insights  into  the  temperature  dependence  of  solid-liquid  interfacial  properties.These  studies  illustrate  the  multifaceted  capability  of  MD  simulations  in  connecting  atomic-scale  phenomena  to  macroscopic  properties,  delivering  mechanistic  insights,  and  achieving  systematic  parameter  control  beyond  the  reach  of  conventional  experimental  approaches.
■590    ▼aSchool  code:  0127.
■650  4▼aMaterials  science
■650  4▼aMolecular  physics
■650  4▼aApplied  physics
■650  4▼aPhysical  chemistry
■650  4▼aThermodynamics
■653    ▼aComputational  material  science
■653    ▼aMolecular  dynamics  simulation
■653    ▼aInterface  physics
■653    ▼aGrain  boundary
■653    ▼aEquilibrium
■690    ▼a0794
■690    ▼a0215
■690    ▼a0348
■690    ▼a0609
■690    ▼a0494
■71020▼aUniversity  of  Michigan▼bMaterials  Science  and  Engineering.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-03B.
■790    ▼a0127
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17359845▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

미리보기

내보내기

chatGPT토론

Ai 추천 관련 도서