报告题目：原子级有限元方法在多尺度计算及优化问题中的应用

报 告 人： 刘彬 清华大学工程力学系固体力学研究所副研究员

报告时间：11月6日下午３：３０－５：００

报告地点：清华大学高等研究中心１２２１会议室

主办研究所：清华大学周培源应用数学研究中心

摘 要：纳米技术的发展需要高效准确的数值模拟技术。而现如今最快的大型计算机进行原子模拟也只能达到1微米。这远远不能满足微机电系统（MEMS）和NEMS的设计需求以及材料微观结构对材料宏观性能的研究。各种跨尺度模拟方法是一类有效减少自由度从而提高计算效率的方法，在宏观区域多采用传统有限元进行模拟，但在原子晶格这个量级，由于传统有限元不再适用而转向采用各种物理模拟方法。这类方法由于在不同求解域采用不同的方法，所以需要引人人为的界面条件，这会引入误差，而且需要在不同求解域反复迭代来满足界面条件，计算效率很低。新型的原子级有限元，简称AFEM，没有引入任何传统有限元的近似（如插值和连续性假设），并准确考虑了原子与原子间的多体作用势（非局部作用），因此在原子模拟区域AFEM能给出与经典原子模拟方法同样的结果。AFEM特别适合模拟大规模原子系统。AFEM不仅适合对原子结构的准静态模拟，而且由于它能准确给出原子结构的刚度矩阵，再配合上结构的质量矩阵，就可以对原子结构进行有限元动态分析。特别是可以很容易计算出原子结构的最低几阶振型和频率，而这种计算对于所有的原子模拟方法（包括分子动力学）都是及其困难的。因此AFEM提倡出一种用现有的成熟的有限元方法来解决物理问题的方向。

简  介:刘彬1996年毕业于清华大学工程力学系获学士学位，2001年于清华大学工程力学系获工学博士学位，专业固体力学方向；2001年～2004年在美国伊利诺伊大学香槟分校（UIUC）作博士后；2004年～2005年赴德国马普协会金属所任洪堡研究员；2005年7月回国，现为清华大学工程力学系固体力学研究所副研究员，国际期刊《Journal of Computational and Theoretical Nanoscience》的编委。研究方向主要集中在新兴材料的新兴力学理论和计算模拟方向。

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联系人:唐琳

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