清华大学材料科学与工程研究院《材料科学论坛》

学术报告

报告题目：自适应加速分子动力学算法及其在核材料中的应用

报告人：高宁研究员（中科院兰州近代物理研究所）

报告时间：2018年10月17日（周三） 上午10:00

报告地点：清华大学逸夫技术科学楼A205报告厅

联系人：赖文生老师 62782370

摘要：

   作为材料在原子尺度模拟的重要方法，经典分子动力学（molecular dynamics， MD）模拟越来越多地被应用在材料研究的各个领域。在MD模拟的过程中，为了准确描述模拟系统中每个粒子的动力学过程，模拟的时间步长一般选择为约10^-15秒(即fs量级)，因此，如此短的时间步长，限制了系统模拟一般围绕能量面上接近于某一能量极小值的态进行，尤其是当系统的能量面凹凸不平或者具有较高的跃迁势垒时，决定系统跃迁的小概率事件很难被MD系统地研究，例如，在核材料辐照损伤研究方面，当辐照缺陷初始演化结束后(~ns 时间量级)，缺陷在长时间尺度内的扩散、相变及之间的相互反应等过程，均是经典MD无法解决的关键问题。在本工作中，我们基于前人提出的加速分子动力学方法，给出一种全新的加速分子动力学算法，Self-adaptive accelerated molecular dynamics (SAAMD)，使得加速效率大幅提高，可以很好地解决上述动力学过程模拟，使得模拟时间尺度得到极大地扩展。在本报告中，我们不仅介绍相应的新算法，而且给出几个应用实例，包括氦泡的扩散和长大，间隙型位错环的反转以及高势垒扩散等过程，最后，讨论新方法与其他尺度模拟方法的偶合应用及其新方法未来可能的发展方向。

报告人简历：

高宁，中国科学院近代物理研究所研究员，博士生导师，先进核能材料计算模拟组组长。2011年11月，毕业于瑞士洛桑联邦理工大学(EPFL)，获得博士学位，之后在美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）、洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)及西北太平洋国家实验室(PNNL)作高级访问学者。长期从事材料计算机模拟算法及程序的开发和应用，以及与实验结果的相互验证。目前，发表包括Nature Materials, Acta Materialia, Scripta Materialia以及Journal of Physics: Condensed Matter, Journal of Nuclear Materials等多篇文章；作为项目负责人，获得两项面上基金资助。