Multiscale Modeling and Simulation of Shock Wave-Induced Failure in Materials Science

مارتین الیور اشتاینهاوزر با چندین جنبه از مدل‌سازی و شبیه‌سازی مواد چند مقیاسی در تحقیقات مواد کاربردی و علوم بنیادی سروکار دارد. او رویکردهای مختلف مدل‌سازی چند مقیاسی را برای سرامیک‌های با کارایی بالا، غشاهای دولایه بیولوژیکی، پلیمرهای نیمه انعطاف‌پذیر و سلول‌های سرطانی انسانی پوشش می‌دهد. او نشان می دهد که فیزیک امواج ضربه ای، به عنوان مثال، بررسی رفتار مواد در نرخ کرنش بالا و شکست مواد، به خودی خود به یک زمینه مهم تحقیقاتی بین رشته ای تبدیل شده است. در عین حال، پیشرفت در توسعه سخت افزار و نرم افزار کامپیوتر باعث تقویت ایده های جدید در مدل سازی و شبیه سازی چند مقیاسی شده است. از این رو، پل زدن مقیاس های طول و زمانی در یک توصیف نظری-عددی مواد به چالش اصلی در علم و فناوری تبدیل شده است.

Martin Oliver Steinhauser deals with several aspects of multiscale materials modeling and simulation in applied materials research and fundamental science. He covers various multiscale modeling approaches for high-performance ceramics, biological bilayer membranes, semi-flexible polymers, and human cancer cells. He demonstrates that the physics of shock waves, i.e., the investigation of material behavior at high strain rates and of material failure, has grown to become an important interdisciplinary field of research on its own. At the same time, progress in computer hardware and software development has boosted new ideas in multiscale modeling and simulation. Hence, bridging the length and time scales in a theoretical-numerical description of materials has become a prime challenge in science and technology.