第1340章 隱式密度泛函方法
更新時間:2019-11-25 作者:晨星LL
學霸的黑科技系統 第1340章 隱式密度泛函方法
楊氏模量≥2.1TPa，破壞強度≥80N/m…… 單是從這給出的一系列參數來看，陸舟第一時間想到的便是一根抗拉強度非常大的纜繩，再接著想到的便是用在汽車或者航空航天設備上的抗沖擊涂料。 至于這玩意兒可以用在哪里…… 那用處可就多著了。 單說做成纜繩來用，往天上看便可以用在空間站上，作為固定散熱板和太陽能板的牽引繩，放到地面上看可以用作工程設備的懸吊材料，下到海里更是能夠作為航母甲板上的阻攔索。 尤其是后者，這玩意兒可不是一般的貴。 而這些僅僅只是這種材料的用途之一。 陸舟相信等這種高楊氏模量、高破壞強度的材料問世之后，一定有無數人能夠替他想出，那些他自己都沒有想到的用途。 回到研究本身上面。 對于系統給出的這個技術標準，陸舟能夠想到的最佳選項，便是擁有著高抗拉強度、自重輕、可塑性強的碳基材料了。 尤其是碳纖維等等一系列石墨衍生品種的增強復合材料。 這種材料不但在理論上有著廣闊的想象空間，具體到計算材料學的研究上面，更是他的老本行了。最開始他做計算材料學研究的時候，就是從碳材料開始入手的。 因此，這個任務對他而言，可以說是一點難度都沒有。 簡直就像是白給一樣！ 從王清平教授的實驗室離開之后，陸舟沒有在金陵高等研究院多做停留，而是徑直返回到了家中。 先前在對照著實驗結果修改那個數學模型的時候，他的腦海中忽然產生了一些關于計算材料學理論研究方面的想法。 也許是因為數學和物理學雙雙升至LV10的緣故，陸舟發現自己對于數字以及物理現象的敏感，已經到達了出神入化的境界。 即便只是一條微小到幾乎可以忽略的線索，在他的眼中也能夠被無限的放大，變成可以被雙手觸摸的鑰匙。 不管這股靈感來自于何處，他此時此刻心中的想法都只有一個。 那便是趁著這股靈感還未消散，將它記錄下來。 上樓來到了書房，吩咐了小艾幫自己泡一杯咖啡之后，陸舟便坐在了書桌前，將從實驗室帶回來的草稿紙平鋪在了桌上。 “根據原始模型設計的實驗流程合成的材料A密度較低，在沉積之后形成了蓬松的團狀物質，且碳納米管的直徑極度不均勻……” “而造成這樣結果的原因應該是單體丙烯腈經自由基聚合反應不充分，形成了大量中間產物，導致第三階段反應進行不充分……最后形成了那個泡沫狀的混合物質。” “嘖嘖，有趣。” 讓陸舟產生興趣的倒不是那團泡沫狀的混合物，而是他在對計算模型進行修正時，發現的一些非常有意思的現象。 認真思索了一會兒之后，他拿起筆，在一張空白的草稿紙上工整地寫了一行文字。 看著這行被提煉成文字的靈感，陸舟的嘴角不由牽起了一絲笑意。 一般而言，當一個難題被清清楚楚地寫出來，它就已經解決一半了。 至少，對于他來說是如此！ 所謂隱式泛函密度，便是一種相對于顯式泛函密度的計算材料學方法，在計算材料學的理論研究領域算是一個較為熱門的研究方向。 眾所周知，傳統的交換相關能泛函是直接用電子密度函數表示的顯式泛函，而用KohnShan軌道波函數作為直接變量的表示方法，便是隱式泛函。 最簡單的隱式泛函就是Fock交換能，在密度泛函理論的語境中常被稱為精確相關。 對于分子體系而言，使用隱式泛函能在相對較小的計算量下達到相當于二階多體微擾理論的精確度，因此被廣泛看作一種擁有著廣闊前景的計算材料學研究方法。 然而，雖然有著諸如此類的有點，但其缺點也很明顯。比如準確性有限，比如包括無法準確描述范德華相互作用等等，而這對于研究固體材料來說幾乎是致命的。 因此在研究固體材料的時候應用相對較少，并且只在某些領域取得過一定的進展……而且這還是在計算力得到巨大發展的情況下。 目前，引起學術界廣泛關注的是基于絕熱關聯漲落耗散定理的隱式相關泛函，其被廣泛看作是研究克服隱式泛函密度的不足之處的突破口。 然而這類泛函的問題也不小，尤其是龐大的計算量即使是最強大的傳統計算機也會感到棘手，因此目前該研究方向還處在對簡單體系的探索性研究上。 而陸舟此刻要做的便是，將這種方法從簡單體系，推廣到相對較為復雜的碳材料研究上！ 這項研究一旦成功，對于整個碳復合材料的研究領域的幫助都將是巨大的，其意義甚至將超越他所研究的那個“楊氏模量≥2.1TPa，破壞強度≥80N/m……”的材料本身！ 手上的筆鋒沒有一絲一毫地停頓，完成了標題之后的陸舟，很快深入到了對命題本身的探索之中。 根據HK定理，系統的基態能量泛函可表示為：EG{P（r）}E{P（r）}∫V（r）ρ（r）dr…… 而泛函E{P（r）}可表示為：E{P（r）}T{ρ（r）}1/2∫∫{ρ（r）{ρ（r）drdrExc{P（r）}…… 一行行算式從筆尖之下流淌而出，如同涓涓溪水一般，與那迸發而出的靈感一同匯成了江河，奔流入海！ 一切關于物質的靈感，在此時此刻都被看得見的數字，編織成了可以被誦念的語言。 而在這張巨網的籠罩之下，一切作用力與物理特性都被囊括其中，全都被那嚴密到令人顫抖的邏輯抽象成了數學的語言，并被數學的方法所回答！ “然后，是引入Shrodinger方程——” 嘴里輕輕地默念著，被陸舟捏在指尖的筆鋒，如同一把鋒利的短劍，在紙上劃出了一道鏗鏘有力的軌跡，同時也刺破了那遮蓋住迷宮終點的濃霧。 望著那幾乎躍然紙上的結果，陸舟的瞳孔愈發的明亮了，微微緊鎖的眉頭也終于松弛了一絲微笑的弧度。 雖然距離終點還有不知道多遠的路要走。 但關于科學的直覺已經告訴他，他距離終點已經非常接近了！ 時間一分一秒的過去。 太陽也逐漸從正空中的，挪到了天邊一角。 隨著窗外的天色終于完全暗下，林蔭小道兩側的路燈開始亮起，這一刻陸舟終于抬起頭長出了一口氣，停下了手中幾乎被捏到發熱的筆。 “……對于碳復合材料的研究同樣擁有著廣闊的前景，至少現在它已經被推廣到了這一領域。” “與此同時，這也可以算是一個將該方法從簡單體系推廣到復雜體系的突破口了。” “雖然這背后還有值得進一步挖掘的空間。” “但，暫時就到這里好了。” 說罷，陸舟有些滿意地笑了笑，將手中的筆放在了一邊。 而幾乎就在他剛剛將筆放下的同一時間，一行淡藍色的文字，出乎意料地浮現在了他的眼前。 起初還以為是自己看錯了，陸舟下意識地眨了眨眼睛。 不過，那行淡藍色的文字，并沒有因為他的眨眼而黯淡半分，仍然是那樣的清晰且無法讓人忽略…… 恭喜宿主，完成任務！ 學霸的黑科技系統 第1340章 隱式密度泛函方法
楊氏模量≥2.1TPa，破壞強度≥80N/m…… 單是從這給出的一系列參數來看，陸舟第一時間想到的便是一根抗拉強度非常大的纜繩，再接著想到的便是用在汽車或者航空航天設備上的抗沖擊涂料。 至于這玩意兒可以用在哪里…… 那用處可就多著了。 單說做成纜繩來用，往天上看便可以用在空間站上，作為固定散熱板和太陽能板的牽引繩，放到地面上看可以用作工程設備的懸吊材料，下到海里更是能夠作為航母甲板上的阻攔索。 尤其是后者，這玩意兒可不是一般的貴。 而這些僅僅只是這種材料的用途之一。 陸舟相信等這種高楊氏模量、高破壞強度的材料問世之后，一定有無數人能夠替他想出，那些他自己都沒有想到的用途。 回到研究本身上面。 對于系統給出的這個技術標準，陸舟能夠想到的最佳選項，便是擁有著高抗拉強度、自重輕、可塑性強的碳基材料了。 尤其是碳纖維等等一系列石墨衍生品種的增強復合材料。 這種材料不但在理論上有著廣闊的想象空間，具體到計算材料學的研究上面，更是他的老本行了。最開始他做計算材料學研究的時候，就是從碳材料開始入手的。 因此，這個任務對他而言，可以說是一點難度都沒有。 簡直就像是白給一樣！ 從王清平教授的實驗室離開之后，陸舟沒有在金陵高等研究院多做停留，而是徑直返回到了家中。 先前在對照著實驗結果修改那個數學模型的時候，他的腦海中忽然產生了一些關于計算材料學理論研究方面的想法。 也許是因為數學和物理學雙雙升至LV10的緣故，陸舟發現自己對于數字以及物理現象的敏感，已經到達了出神入化的境界。 即便只是一條微小到幾乎可以忽略的線索，在他的眼中也能夠被無限的放大，變成可以被雙手觸摸的鑰匙。 不管這股靈感來自于何處，他此時此刻心中的想法都只有一個。 那便是趁著這股靈感還未消散，將它記錄下來。 上樓來到了書房，吩咐了小艾幫自己泡一杯咖啡之后，陸舟便坐在了書桌前，將從實驗室帶回來的草稿紙平鋪在了桌上。 “根據原始模型設計的實驗流程合成的材料A密度較低，在沉積之后形成了蓬松的團狀物質，且碳納米管的直徑極度不均勻……” “而造成這樣結果的原因應該是單體丙烯腈經自由基聚合反應不充分，形成了大量中間產物，導致第三階段反應進行不充分……最后形成了那個泡沫狀的混合物質。” “嘖嘖，有趣。” 讓陸舟產生興趣的倒不是那團泡沫狀的混合物，而是他在對計算模型進行修正時，發現的一些非常有意思的現象。 認真思索了一會兒之后，他拿起筆，在一張空白的草稿紙上工整地寫了一行文字。 看著這行被提煉成文字的靈感，陸舟的嘴角不由牽起了一絲笑意。 一般而言，當一個難題被清清楚楚地寫出來，它就已經解決一半了。 至少，對于他來說是如此！ 所謂隱式泛函密度，便是一種相對于顯式泛函密度的計算材料學方法，在計算材料學的理論研究領域算是一個較為熱門的研究方向。 眾所周知，傳統的交換相關能泛函是直接用電子密度函數表示的顯式泛函，而用KohnShan軌道波函數作為直接變量的表示方法，便是隱式泛函。 最簡單的隱式泛函就是Fock交換能，在密度泛函理論的語境中常被稱為精確相關。 對于分子體系而言，使用隱式泛函能在相對較小的計算量下達到相當于二階多體微擾理論的精確度，因此被廣泛看作一種擁有著廣闊前景的計算材料學研究方法。 然而，雖然有著諸如此類的有點，但其缺點也很明顯。比如準確性有限，比如包括無法準確描述范德華相互作用等等，而這對于研究固體材料來說幾乎是致命的。 因此在研究固體材料的時候應用相對較少，并且只在某些領域取得過一定的進展……而且這還是在計算力得到巨大發展的情況下。 目前，引起學術界廣泛關注的是基于絕熱關聯漲落耗散定理的隱式相關泛函，其被廣泛看作是研究克服隱式泛函密度的不足之處的突破口。 然而這類泛函的問題也不小，尤其是龐大的計算量即使是最強大的傳統計算機也會感到棘手，因此目前該研究方向還處在對簡單體系的探索性研究上。 而陸舟此刻要做的便是，將這種方法從簡單體系，推廣到相對較為復雜的碳材料研究上！ 這項研究一旦成功，對于整個碳復合材料的研究領域的幫助都將是巨大的，其意義甚至將超越他所研究的那個“楊氏模量≥2.1TPa，破壞強度≥80N/m……”的材料本身！ 手上的筆鋒沒有一絲一毫地停頓，完成了標題之后的陸舟，很快深入到了對命題本身的探索之中。 根據HK定理，系統的基態能量泛函可表示為：EG{P（r）}E{P（r）}∫V（r）ρ（r）dr…… 而泛函E{P（r）}可表示為：E{P（r）}T{ρ（r）}1/2∫∫{ρ（r）{ρ（r）drdrExc{P（r）}…… 一行行算式從筆尖之下流淌而出，如同涓涓溪水一般，與那迸發而出的靈感一同匯成了江河，奔流入海！ 一切關于物質的靈感，在此時此刻都被看得見的數字，編織成了可以被誦念的語言。 而在這張巨網的籠罩之下，一切作用力與物理特性都被囊括其中，全都被那嚴密到令人顫抖的邏輯抽象成了數學的語言，并被數學的方法所回答！ “然后，是引入Shrodinger方程——” 嘴里輕輕地默念著，被陸舟捏在指尖的筆鋒，如同一把鋒利的短劍，在紙上劃出了一道鏗鏘有力的軌跡，同時也刺破了那遮蓋住迷宮終點的濃霧。 望著那幾乎躍然紙上的結果，陸舟的瞳孔愈發的明亮了，微微緊鎖的眉頭也終于松弛了一絲微笑的弧度。 雖然距離終點還有不知道多遠的路要走。 但關于科學的直覺已經告訴他，他距離終點已經非常接近了！ 時間一分一秒的過去。 太陽也逐漸從正空中的，挪到了天邊一角。 隨著窗外的天色終于完全暗下，林蔭小道兩側的路燈開始亮起，這一刻陸舟終于抬起頭長出了一口氣，停下了手中幾乎被捏到發熱的筆。 “……對于碳復合材料的研究同樣擁有著廣闊的前景，至少現在它已經被推廣到了這一領域。” “與此同時，這也可以算是一個將該方法從簡單體系推廣到復雜體系的突破口了。” “雖然這背后還有值得進一步挖掘的空間。” “但，暫時就到這里好了。” 說罷，陸舟有些滿意地笑了笑，將手中的筆放在了一邊。 而幾乎就在他剛剛將筆放下的同一時間，一行淡藍色的文字，出乎意料地浮現在了他的眼前。 起初還以為是自己看錯了，陸舟下意識地眨了眨眼睛。 不過，那行淡藍色的文字，并沒有因為他的眨眼而黯淡半分，仍然是那樣的清晰且無法讓人忽略…… 恭喜宿主，完成任務！ 學霸的黑科技系統 第1340章 隱式密度泛函方法
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