Linking and Unifying Atomistic and Continuum Mechanics Formulation

连接和统一原子力学和连续力学公式

基本信息

  • 批准号:
    1129976
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 26万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2012
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2012-01-01 至 2015-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

One formidable obstacle standing in the way of progress in multiscale simulation over the past decades is the lack of a concurrent atomistic-continuum methodology that allows waves, heat, and defects to pass through the atomistic-continuum interface. To meet this critical challenge, the classical statistical mechanical theory of transport processes is reformulated so as to unify atomistic and continuum descriptions of balance laws and to recast the mathematical representation of the governing laws to facilitate coarse-scale finite element simulation of discontinuous material behavior. It is anticipated that this research will lead to a new formulation of continuum mechanics that is equivalent to a fully atomistic model at the atomic scale and to classical continuum mechanics at the macroscopic scale, thus naturally leading to a concurrently-coupled atomistic-continuum methodology. The new methodology promises to expand current atomistic simulation-based predictive capability from sub-micron- to sub-millimeter-sized materials, thereby enabling multiscale analysis of complex materials. It will not only impact the areas of continuum mechanics and multiscale simulation, but also new materials development. The research results will be integrated into existing mechanics courses, and will be used in the classrooms to facilitate understanding of multiscale materials behavior. Computer codes developed will be posted for public use and feedback. The PI will also use a Curie Lecture Series that brings in well-established female scholars to campus as role models for graduate students.
过去几十年来,阻碍多尺度模拟进展的一个巨大障碍是缺乏一种允许波、热和缺陷穿过原子连续介质界面的并行原子连续介质方法。为了应对这一严峻挑战,重新表述了传输过程的经典统计力学理论,以统一平衡定律的原子描述和连续描述,并重新构建控制定律的数学表示,以促进不连续材料行为的粗尺度有限元模拟。预计这项研究将带来连续介质力学的新表述,相当于原子尺度上的完全原子模型和宏观尺度上的经典连续介质力学,从而自然地导致同时耦合的原子连续介质方法论。 新方法有望将当前基于原子模拟的预测能力从亚微米尺寸的材料扩展到亚毫米尺寸的材料,从而实现复杂材料的多尺度分析。它不仅会影响连续介质力学和多尺度模拟领域,还会影响新材料的开发。研究成果将整合到现有的力学课程中,并将在课堂上使用,以促进对多尺度材料行为的理解。 开发的计算机代码将发布以供公众使用和反馈。 PI 还将利用居里讲座系列,将知名女学者引入校园,作为研究生的榜样。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Youping Chen其他文献

An Investigation of the Microscopic Mechanism of Fracture and Healing Processes in Cortical Bone
皮质骨骨折及愈合过程的微观机制研究
Multiscale Concurrent Atomistic-Continuum (CAC) modeling of multicomponent alloys
多元合金的多尺度并发原子连续体 (CAC) 建模
  • DOI:
    10.1016/j.commatsci.2021.110873
  • 发表时间:
    2022-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    K. Chu;Adrian Diaz;Youping Chen;T. Zhu;D. McDowell
  • 通讯作者:
    D. McDowell
Stresses and strains at nano/micro scales
纳米/微米尺度的应力和应变
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Youping Chen;James D. Lee;Liming Xiong
  • 通讯作者:
    Liming Xiong
Multiscale modeling of interface-mediated mechanical, thermal, and mass transport in heterogeneous materials: Perspectives and applications
异质材料中界面介导的机械、热和质量传输的多尺度建模:前景和应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Liming Xiong;Youping Chen;I. Beyerlein;D. McDowell
  • 通讯作者:
    D. McDowell
A finite-temperature coarse-grained atomistic approach for understanding the kink-controlled dynamics of micrometer-long dislocations in high-Peierls-barrier materials
一种有限温度粗粒原子方法,用于理解高 Peierls 势垒材料中微米长位错的扭结控制动力学
  • DOI:
    10.1557/s43579-022-00238-w
  • 发表时间:
    2022-09-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Rigelesaiyin Ji;T. Phan;Youping Chen;D. McDowell;Liming Xiong
  • 通讯作者:
    Liming Xiong

Youping Chen的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Youping Chen', 18)}}的其他基金

Collective Dynamics and Resonances of Phonons and Dislocations in Thermal Transport
热传输中声子和位错的集体动力学和共振
  • 批准号:
    2121895
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 26万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Towards a New Framework for the Mechanics of Nonequilibrium Continua
走向非平衡连续体力学的新框架
  • 批准号:
    2054607
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Mesoscopic Defect Field Interactions in Materials with High Number Density of Interfaces
合作研究:高界面数密度材料中的细观缺陷场相互作用
  • 批准号:
    1761512
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Novel Atomistic-Continuum Simulation of Sequential Grain Boundary-Dislocation Slip Transfer Reactions
合作研究:连续晶界位错滑移传递反应的新型原子连续模拟
  • 批准号:
    1233113
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Reproducing the Extraordinary Mechanical Properties of Biominerals through Multiscale Simulation
通过多尺度模拟再现生物矿物的非凡机械性能
  • 批准号:
    0855795
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Towards Multiscale Mechanical Design of Hierarchical Cellular Materials
面向分层多孔材料的多尺度机械设计
  • 批准号:
    0824688
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SST: Predicting and Optimizing Nano/Micro Sensor Material Behavior in Extreme Environments
SST:预测和优化极端环境中纳米/微米传感器材料的行为
  • 批准号:
    0646674
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SST: Predicting and Optimizing Nano/Micro Sensor Material Behavior in Extreme Environments
SST:预测和优化极端环境中纳米/微米传感器材料的行为
  • 批准号:
    0428419
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 26万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

基于边界控制的网络化抛物型偏微分系统一致性研究
  • 批准号:
    62303163
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
面向公平性与准确性统一的推荐方法研究:基于模型偏差消解视角
  • 批准号:
    72301239
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
面向复杂场景的非线性多智能体系统一致性分层控制与优化
  • 批准号:
    62303393
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
多精度目标追踪的多模态统一模型
  • 批准号:
    62302328
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
轨道车辆典型焊接结构复合型裂纹扩展机理及统一描述方法研究
  • 批准号:
    52375159
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

UNIfying Grid-FOllowing And Grid-foRMing Control In Inverter-based Resources (UNIFORM)
统一基于逆变器的资源中的网格跟随和网格形成控制(UNIFORM)
  • 批准号:
    EP/Y001575/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 26万
  • 项目类别:
    Research Grant
CAREER: Dual Reinforcement Learning: A Unifying Framework with Guarantees
职业:双重强化学习:有保证的统一框架
  • 批准号:
    2340651
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 26万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
A unifying model for ion exchange membranes – towards a low carbon future
离子交换膜的统一模型 — 迈向低碳未来
  • 批准号:
    DP240101405
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 26万
  • 项目类别:
    Discovery Projects
UKRI/BBSRC-NSF/BIO: Unifying Pfam protein sequence and ECOD structural classifications with structure models
UKRI/BBSRC-NSF/BIO:通过结构模型统一 Pfam 蛋白质序列和 ECOD 结构分类
  • 批准号:
    BB/X012492/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 26万
  • 项目类别:
    Research Grant
CAREER: Unifying Neuroscience and Biomechanics Paradigms for Modeling Brain and Muscle Responses to Mechanical Impacts
职业:统一神经科学和生物力学范式,模拟大脑和肌肉对机械冲击的反应
  • 批准号:
    2239110
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 26万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了