4037603332

478 Tadeusz Burczyński

obliczeniowych w analizie i optymalizacji zjawisk fizycznych w materiałach i konstrukcji przebiegających jednocześnie w nano-, mikro-, mezo-, i makroskalach.

Duże korzyści z rozwoju nowych materiałów wynikają z uwzględnienia postępu w nanotechnologii i nanomechanice. Ze względu na wieloskalową naturę modelowania i symulacji materiałów, prezentowane podejście pełni kluczową rolę w nanomechanice. Podejście to daje możliwość łączenia metod opartych na mechanice kwantowej, które są niezbędne dla projektowania własności funkcjonalnych i nanostrukturalnych, z technikami mikro i mezoskalowymi. To połączenie sprawia, że różne fazy innowacyjnego rozwoju materiałów - od projektowania do badania i użytkowania oraz obliczeń cyklu życia produktu -mogą być symulowane, testowane i optymalizowane.

Potęga obliczeń wieloskalowych może być pokazana w szerokich zastosowaniach, które dotyczą rozumienia zachowań znanych materiałów w ekstremalnych warunkach. Przykładowo, problem który zajmuje uwagę badaczy od wielu lat, to charakterystyka mechanicznego zachowania się materiału podczas deformacji plastycznych w obecności wysokich ciśnień i dużych prędkości odkształceń. To wyzwanie wymaga zaangażowania metod symulacji wieloskalowych, poprzez obliczenia na poziomie atomowym rdzeni dyslokacji, modelowanie ruchu dyslokacji z wykorzystaniem symulacji metodą dynamiki molekularnej, wyznaczanie relacji konstytutywnych dla poziomu mikro-mezo modeli kontynualnych. Symulacje wieloskalowe są pomocne także w rozwiązywaniu problemów w rozwoju elementów konstrukcji urządzeń energetyki, zwłaszcza reaktorów' jądrowych. Takie materiały nie tylko muszą być odporne na promieniowanie radioaktywne, lecz również muszą mieć cykl użytkowania na poziomie kilkudziesięciu lat.

Jeśli nawet materiały nie muszą pracować w tak ekstremalnych w arunkach jak duże ciśnienia czy promieniowanie radioaktywne, obszar rozwoju mechaniki materiałów' i inżynierii materiałowej jest pełen wyzwań związanych z możliwością rozumienia mikrostruktury materiałów'. Podjęcie tych wyzwań przynieść może wiele korzyści, np. budowanie molekularne modeli używanych materiałów budowlanych. Takie modele mogą również pomóc w rozwoju nowych materiałów, posiadających większą odporność na pełzanie i wpływy środowiska Ze wszystkich