Detaily článku

Inženýři vyvíjejí nový open source softwarový nástroj na podporu výzkumu modelování materiálů

Nový softwarový nástroj může urychlit výzkum v oblasti materiálových věd tím, že odstraní zdlouhavý výzkum vlastností materiálů. Výzkumníci z Penn State a Sandia National Laboratories nedávno představili propSym, open-source software na programovací platformě MATLAB, který slouží k výpočtu základních konstant potřebných k popisu fyzikálních vlastností pevných látek, jako jsou kovy, keramika nebo kompozity.

Datum: 11.1.2022

software pro modelování vlastností materiálů, MATLAB

Výzkumníci zadají fyzikální vlastnosti a strukturu materiálu a program vytvoří základní konstanty vlastností - klíčové hodnoty, které výzkumníci potřebují k modelování různých materiálů.

"Některé fyzikální modely obsahují stovky nebo tisíce nadbytečných komponent, což může způsobit, že je model nepřehledný," řekl Anubhav Roy, doktorand v oboru inženýrské vědy a mechaniky na Penn State College of Engineering a první autor článku. "Program dokáže výrazně snížit počet komponent pro jakoukoli fyzikální vlastnost, která je spojena s pevnými látkami s vrozenou krystalickou symetrií."

Výzkumníci vyvinuli program propSym, jehož podrobnosti byly publikovány v časopise Journal of Applied Crystallography, poté, co v samostatné společné studii se Sandia National Labs nemohli najít spolehlivé informace o langasitu - materiálu používaném v senzorech a zařízeních pro sběr energie.

"Tradičně se vztahy mezi základními konstantami a symetriemi materiálů nacházejí pouze v přílohách učebnic nebo v tabulkách v článcích v časopisech," řekl Christopher Kube, odborný asistent inženýrské vědy a mechaniky na Penn State, který projekt vedl. "Po důkladném hledání se nám nepodařilo najít referenční údaje pro několik nelineárních materiálových vlastností langasitu. Pokud byly údaje k dispozici, zjistili jsme případy překlepů a nesrovnalostí v různých referencích. Nesprávné vstupní údaje model zničí."

Kube a jeho spolupracovníci použili propSym k určení vlastností langasitu, jako je pružnost a schopnost akumulovat elektrický náboj. Kube však zdůraznil, že program se neomezuje pouze na tyto dvě vlastnosti.

"Software lze přizpůsobit téměř jakékoli zajímavé fyzikální vlastnosti; možnosti jsou opravdu neomezené," řekl Kube. "Nakonec doufám, že propSym pomůže snížit vstupní bariéru pro analytické modelování složitého fyzikálního chování. Mnoho moderních problémů v přírodních vědách je často považováno za příliš náročné pro analytické modely, aniž by se vážně uvažovalo o analytickém přístupu."  

PropSym je open-source a je k dispozici ke stažení pro každého, kdo má k dispozici MATLAB.

Zdrojem informací je Chemeurope.

Pro kompletní informace si přečtěte celý článek.