清華大學材料科學與工程研究院《材料科學論壇》

學術報告

報告題目：自适應加速分子動力學算法及其在核材料中的應用

報告人：高甯研究員（中科院蘭州近代物理研究所）

報告時間：2018年10月17日（周三） 上午10:00

報告地點：清華大學逸夫技術科學樓A205報告廳

聯系人：賴文生老師 62782370

摘要：

   作為材料在原子尺度模拟的重要方法，經典分子動力學（molecular dynamics， MD）模拟越來越多地被應用在材料研究的各個領域。在MD模拟的過程中，為了準确描述模拟系統中每個粒子的動力學過程，模拟的時間步長一般選擇為約10^-15秒(即fs量級)，因此，如此短的時間步長，限制了系統模拟一般圍繞能量面上接近于某一能量極小值的态進行，尤其是當系統的能量面凹凸不平或者具有較高的躍遷勢壘時，決定系統躍遷的小概率事件很難被MD系統地研究，例如，在核材料輻照損傷研究方面，當輻照缺陷初始演化結束後(~ns 時間量級)，缺陷在長時間尺度内的擴散、相變及之間的相互反應等過程，均是經典MD無法解決的關鍵問題。在本工作中，我們基于前人提出的加速分子動力學方法，給出一種全新的加速分子動力學算法，Self-adaptive accelerated molecular dynamics (SAAMD)，使得加速效率大幅提高，可以很好地解決上述動力學過程模拟，使得模拟時間尺度得到極大地擴展。在本報告中，我們不僅介紹相應的新算法，而且給出幾個應用實例，包括氦泡的擴散和長大，間隙型位錯環的反轉以及高勢壘擴散等過程，最後，讨論新方法與其他尺度模拟方法的偶合應用及其新方法未來可能的發展方向。

報告人簡曆：

高甯，中國科學院近代物理研究所研究員，博士生導師，先進核能材料計算模拟組組長。2011年11月，畢業于瑞士洛桑聯邦理工大學(EPFL)，獲得博士學位，之後在美國加州大學洛杉矶分校（UCLA）、洛斯阿拉莫斯國家實驗室(LANL)及西北太平洋國家實驗室(PNNL)作高級訪問學者。長期從事材料計算機模拟算法及程序的開發和應用，以及與實驗結果的相互驗證。目前，發表包括Nature Materials, Acta Materialia, Scripta Materialia以及Journal of Physics: Condensed Matter, Journal of Nuclear Materials等多篇文章；作為項目負責人，獲得兩項面上基金資助。