Многоуровневое моделирование и компьютерный дизайн перспективных материалов с иерархической структурой

Сотрудниками лабораторий компьютерного конструирования материалов и механики структурно-неоднородных сред представлен обзор истории развития в ИФПМ СО РАН численных методов и моделей для решения задач компьютерного моделирования механического поведения и дизайна внутренней структуры материалов на механической, керамической и полимерной основе в спектре масштабов от нано- до макроскопического. Показаны основные этапы становления нескольких ключевых направлений: атомистического моделирования на наномасштабном уровне, а также континуальных численных методов и метода частиц для изучения влияния структурных особенностей на поведение и свойства материалов на более высоких пространственных и временных масштабах. Рассмотрены примеры реализации многомасштабного подхода к моделированию и дизайну структуры материалов на металлической и керамической основе, обсуждаются перспективы перехода к полноценным цифровым двойникам, связывающим особенности процесса получения материала с его конечной структурой, эффективными свойствами и особенностями механического поведения.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, проекты FWRW-2021-0002 и FWRW-2021-0006.

Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Mesomechanics (Q2 Scopus)

Shilko, E.V., Dmitriev, A.I., Balokhonov, R.R. Romanova V.A. Multiscale Modeling and Computer-Aided Design of Advanced Materials with Hierarchical Structure. Phys Mesomech 27, 493–517 (2024). https://doi.org/10.1134/S1029959924050011