（张跃）1计算的作用.ppt

材料科学与工程前沿特种陶瓷材料,张 跃,内容,特种陶瓷简介特种陶瓷的应用与课题空天陶瓷陶瓷制备过程进展,2016年3月科技史、人类史上的重大事件,计算机（人工智能）,计算机不能做什么？材料人应该用计算机做什么？现状如何？,数学在材料研究中的作用,有没有用？用没用？为什么？,计算在材料研究中的作用,实验数据处理材料计算,计算机在材料研究中的作用,数据处理软件（excel，origin）计算机编程（C、VB）科学计算专业平台（MATLAB）材料计算专业软件（Material Studio，Ansys）材料基因组计划,材料基因组计划Materials Genome Institute（MGI）,材料创新基础数字化信息平台材料特性组成、结构、工艺根据应用需求，通过计算选材、配方、选择制备工艺及其条件实验技术、计算技术和数据库数学模型及算法,材料基因组3大系统,材料大通量计算系统材料性能大通量测试技术系统材料设计性能数据库与信息平台系统,材料基因与性能的关系,原子参数（半径、价态、电负性等）,分子参数（拓扑参数、构象等）,凝聚态结构（晶型、径向分布函数等）,温度、压力、外场等,复杂数学关系（多因子、非线性、高噪声、非高斯分布、非均匀分布等）,光、电、磁特性,热力学特性,力学特性,化学特性,生物活性,。,材料基因组计划的本质,依据大量的理论计算及实验数据建立影响因素（基因）与材料性能的数学模型给该数学模型输入各因素的值预测材料性能依据用户对材料性能的需求，反算（设计）材料体系及制备工艺、条件等,数学模拟,运用数学再现一个系统、过程或现象研究其原理、规律及控制方法,数学模型,对于一个真实过程，为了一个特定的目的根据内在规律，做出必要的简化假设运用适当的数学工具得到一个数学结构,数学模型的内容,F(x,y,)=0y：因变量，x:自变量，：参数；F：数学结构（代数方程、微分方程）x,y往往是可观测量，数学建模的主要工作是建立合适的数学结构，根据x，y的大量观测值，获得合适的该模型的参数,数学模型的分类,按经验成分机理模型：基本定律推到而得。偏微分方程半经验模型：主要依据物理定律，同时包括一定经验假设经验模型：以具体系统的考察结果为基础，不反应过程的内部本质和特征,扩散过程,机理模型,