Multiscale Materials Modeling for Nanomechanics

این کتاب ترکیبی منحصربه‌فرد از فصل‌ها را ارائه می‌کند که با هم مقدمه‌ای عملی برای مدل‌سازی چند مقیاسی اعمال شده در مکانیک مواد در مقیاس نانو ارائه می‌کنند. هدف این کتاب ارائه یک درمان متوازن از هر دو نظریه روش، و همچنین برخی از جنبه های عملی انجام شبیه سازی ها و مدل ها است. نیمه اول کتاب برخی از تکنیک‌های مدل‌سازی و شبیه‌سازی اساسی از روش‌های ab-inito تا مقیاس پیوسته را پوشش می‌دهد. در این مجموعه از روش‌ها، چندین روش مختلف همزمان چند مقیاسی برای پل زدن مقیاس‌های زمان و طول که برای مکانیک در رژیم مقیاس نانو قابل اجرا هستند، وجود دارد. نیمه دوم کتاب طیف وسیعی از مطالعات موردی را از مجموعه‌ای متنوع از گروه‌های تحقیقاتی ارائه می‌کند که بر کاربرد مدل‌سازی چند مقیاسی برای یک نانومواد خاص یا تکنیک‌های تحلیل جدید با هدف کاوش در نانومکانیک تمرکز دارند. همچنین خوانندگان به سایت‌های مفید و سایر منابع در سراسر کتاب هدایت می‌شوند که در آن‌ها می‌توان به کدهای شبیه‌سازی و روش‌های مورد بحث در اینجا دسترسی داشت. تاکید بر عملی بودن تکنیک های دقیق به ویژه در نیمه دوم کتاب احساس می شود که به نمونه های خاصی برای مطالعه نانومکانیک و رفتار مواد چند مقیاسی اختصاص دارد. یک راه آموزنده برای یادگیری نحوه به کارگیری مؤثر این ابزارهای شبیه سازی برای حل مسائل نانومکانیک، مطالعه تلاش های قبلی است. بنابراین، هر فصل توسط یک تیم منحصر به فرد از متخصصان نوشته شده است که از مدل سازی مواد چند مقیاسی برای حل یک مسئله کاربردی نانومکانیک استفاده کرده اند. این فصل ها تصویر گسترده ای از چشم انداز مواد چند مقیاسی از بیان مسئله از طریق نتایج و چشم انداز نهایی ارائه می دهند و نقشه راه را برای خوانندگان برای گنجاندن این تکنیک ها در تحقیقات خود ارائه می دهند.

This book presents a unique combination of chapters that together provide a practical introduction to multiscale modeling applied to nanoscale materials mechanics. The goal of this book is to present a balanced treatment of both the theory of the methodology, as well as some practical aspects of conducting the simulations and models. The first half of the book covers some fundamental modeling and simulation techniques ranging from ab-inito methods to the continuum scale. Included in this set of methods are several different concurrent multiscale methods for bridging time and length scales applicable to mechanics at the nanoscale regime. The second half of the book presents a range of case studies from a varied selection of research groups focusing either on a the application of multiscale modeling to a specific nanomaterial, or novel analysis techniques aimed at exploring nanomechanics. Readers are also directed to helpful sites and other resources throughout the book where the simulation codes and methodologies discussed herein can be accessed. Emphasis on the practicality of the detailed techniques is especially felt in the latter half of the book, which is dedicated to specific examples to study nanomechanics and multiscale materials behavior. An instructive avenue for learning how to effectively apply these simulation tools to solve nanomechanics problems is to study previous endeavors. Therefore, each chapter is written by a unique team of experts who have used multiscale materials modeling to solve a practical nanomechanics problem. These chapters provide an extensive picture of the multiscale materials landscape from problem statement through the final results and outlook, providing readers with a roadmap for incorporating these techniques into their own research.