材料工程核心：材料計算機模拟技術【大學組】
開題時間：2021-01-23
01
項目背景 Program Background
材料科學研究裡的“計算機實驗”是材料科學與工程、計算機科學、實體、化學、數學等相結合的前沿交叉性學科發展方向。從近十年來的發展趨勢來看，計算材料學已得到學術界的廣泛關注與認可，正快速發展成為材料學中的一個主流研究方向。計算機模拟技術可以根據有關的基本理論，通過模拟計算對材料開展跨尺度多結構層次的研究。在現代材料學領域中，計算模拟與實驗、理論已成為同等重要的研究手段。
02
項目介紹 Program Description
項目主要涵蓋材料實體學的基礎理論及相關概念，重點講授分子動力學、蒙特卡洛法在材料科學中的應用，引導學生進行原子尺度的材料基礎模組化。學生将了解到材料模拟中的多個時空尺度及其背後的理論聯系，掌握每種技術有關的基本算法實作。最終以小組為機關，對特殊材料進行綜合性模組化并出具細節性研究報告。通過項目，學生将掌握基本的計算模拟理念和方法，充分了解材料計算與模拟這一現代材料學不可或缺的新型研究方法。
03
适合人群 Targeting Students
高中生/大學生
對材料科學、材料工程、計算機科學、實體、數學感興趣的學生，尤其适合于有較強數理背景及程式設計基礎的學生，如先修課包含無限微積分、線性代數、矩陣代數以及固态實體等；可運用MatLab/Octave/Python來執行和編寫基本程式。
04
導師介紹 Instructor Introduction
Jaime
加州大學洛杉矶分校終身教授
Jaime 導師現任加州大學洛杉矶分校機械與航空航天工程、材料科學與工程終身教授，曾獲美國能源部早期事業獎(Early Career Award；該獎項頒給有卓越貢獻的職業生涯早期科研學者)。Jaime 導師的研究興趣為融合材料的微結構演化和機械性能降解、合金塑性變形模拟、熱力學模拟和功能材料相變，在國際知名期刊發表論文多篇。
05
任職學校 University
加州大學洛杉矶分校(UCLA)始建于1919年，是一所擁有百年曆史的世界著名公立研究型大學，培養了14名諾貝爾獎獲得者，是美國“新常春藤”名校之一。UCLA在2019年U.S.News美國公立大學排名首位，2018年泰晤士高等教育THE世界最具聲望大學排名第９，機械工程與能源材料工程研究位居世界前列。
06
項目大綱 Syllabus
聯系統計力學與經典力學的基礎理論 The connections between statistical mechanics and classical mechanics
分子動力學方法The molecular dynamics technique
密度泛函理論 Density functional theory
互相作用勢Interatomic potentials
蒙特卡洛方法The Monte Carlo method
項目回顧與成果展示Program Review and Presentation
論文輔導 Project Deliverables Tutoring
07
時間安排與收獲 Schedule and Outcome
7周線上小組科研學習+5周論文輔導學習 共50課時
學術報告
主導師Reference Letter
EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級别索引國際會議全文投遞與發表(可用于申請)
結業證書
成績單