光滑分子动力学理论及其在多尺度分析中的应用

分子动力学方法是纳米力学计算模拟的重要手段，但其巨大的计算量限制了能够应用的空间和时间尺度。将分子动力学与连续介质力学相结合的多尺度计算方法是目前解决该问题的主要手段之一。本项目拟将物质点有限元法思想引入分子动力学中，引入背景网格，建立光滑分子动力学方法，将原子运动方程转化到背景网格节点上求解，从而达到增大临界时间步长、扩展能够分析的时间尺度的目的；拟将光滑分子动力学与分子动力学相耦合，将光滑分子动力学与物质点有限元法相耦合，建立不同尺度下的多尺度计算方法；拟以光滑分子动力学为纽带，建立从分子动力学到连续介质力学的贯通无缝连接多尺度方法。这些方法的研究，将大幅度扩展多尺度分析的空间尺度和时间尺度。