In a number of areas of application

In a number of areas of application, the behavior of systems depends sensitively on properties that pertain to the atomistic scale, i.e., the angstrom and femtosecond scales. Specifically, atomistic details are important where material response is highly non-linear, e.g., at atomistically sharp crack tips and other stress concentrators, near atomic-scale defects such as vacancies and dislocations and at other atomistically sharp features such as free surfaces, grain boundaries and material interfaces (Gill, 2010). However, often the properties and behaviors of interest are macroscopic and take place on the scale of centimeters to meters, and are characterized by slow evolution on the scale of minutes to years. A case in point is degradation in nuclear reactor materials, which results from a combination of heat, irradiation, stress and corrosion exposure for extended periods of time (20 or more years, cf., e.g., Marquis et al., 2009 and references therein). This vast disparity of length and time scales poses extraordinary challenges in theoretical and computational material science.

Molecular Dynamics (MD) and Monte Carlo (MC) methods are powerful techniques to study deformation and diffusion mechanisms in systems of particles, but they are limited to relatively small material samples and to time windows of microseconds at best (e.g., Sutton et al., 1992 and Wang et al., 1992). Considerable effort has been devoted to accelerating MD and MC methods and notable successes have been recorded in that direction (cf., e.g., Voter et al., 2002). However, no computationally tractable atomistically based models appear to be as yet available to study slow phenomena, over time scales of the order of minutes to years, while maintaining a strictly atomistic description of the materia

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

จำนวนใช้ ลักษณะการทำงานของระบบ sensitively ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับมาตราส่วน atomistic เช่น อังสตรอมและ femtosecond ปรับขนาด โดยเฉพาะ atomistic มีรายละเอียดสำคัญที่ตอบสนองวัตถุดิบจะสูงไม่ใช่เชิงเส้น เช่น ที่ atomistically คมเคล็ดลับรอยแตกและ concentrators อื่น ๆ ความเครียด ใกล้ข้อบกพร่องอะตอมขนาดตำแหน่งและ dislocations และที่อื่น ๆ atomistically คมลักษณะผิวฟรี ขอบเขตของเมล็ดข้าว และอินเทอร์เฟสของวัสดุ (เหงือก 2010) อย่างไรก็ตาม มักคุณสมบัติและพฤติกรรมที่น่าสนใจคือ macroscopic และทำในสเกลของเซนติเมตรเมตร และลักษณะ โดยวิวัฒนาการช้าในระดับนาทีปี กรณีในจุดจะสลายตัวในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วัสดุ ซึ่งเป็นผลมาจากการรวมกันของแสงความร้อน วิธีการฉายรังสี ความเครียด และการกัดกร่อนแบบขยายระยะเวลา (อย่าง น้อย 20 ปี cf. เช่น มาร์ควิสและ al., 2009 และอ้างอิง therein) Disparity นี้มากมายของเครื่องชั่งน้ำหนักความยาวและเวลามาสร้างความท้าทายพิเศษในทฤษฎี และเชิงคำนวณวัสดุศาสตร์โมเลกุล Dynamics (MD) และมอน Carlo (MC) เป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพเพื่อศึกษากลไกการแมพและแพร่ในระบบของอนุภาค แต่จะจำกัดตัวอย่างวัสดุขนาดค่อนข้างเล็ก และกรอบเวลาของ microseconds ที่ดีที่สุด (เช่น al. et ซัตตั้น 1992 และวัง et al., 1992) มีการทุ่มเทความพยายามมากเพื่อเร่งวิธี MD และ MC และความสำเร็จที่สำคัญและได้รับการบันทึกในทิศ (มัทธิว เช่น ตั้งฯ และ al., 2002) อย่างไรก็ตาม จะ มีเป็นการศึกษาปรากฏการณ์ช้า ช่วงสเกลเวลาลำดับนาทีปี ในขณะที่รักษาอธิบาย atomistic อย่างเคร่งครัดของฮัทสุ materia รุ่น atomistically ตามไม่ computationally tractable

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ในหลายพื้นที่ของการประยุกต์ใช้พฤติกรรมของระบบขึ้นอยู่ละม่อมกับคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับขนาดละอองเช่นอังสตรอมและเครื่องชั่งน้ำหนัก femtosecond โดยเฉพาะรายละเอียดละอองที่มีความสำคัญที่การตอบสนองของวัสดุที่มีความสูงไม่เชิงเส้นเช่นที่คมชัด atomistically เคล็ดลับแตกและ concentrators ความเครียดอื่น ๆ ที่อยู่ใกล้ข้อบกพร่องระดับอะตอมเช่นตำแหน่งงานว่างและผลกระทบและคุณสมบัติอื่น ๆ คม atomistically เช่นพื้นผิวฟรีข้าวเขตแดน และการเชื่อมต่อวัสดุ (กิลล์ 2010) แต่มักจะคุณสมบัติและพฤติกรรมที่น่าสนใจคือเปล่าและใช้สถานที่ในระดับเซนติเมตรเมตรและมีเอกลักษณ์เฉพาะด้วยการวิวัฒนาการช้าโยนาทีปี กรณีในจุดคือการย่อยสลายในวัสดุเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ซึ่งเป็นผลมาจากการรวมกันของความร้อน, การฉายรังสีความเครียดและความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนสำหรับระยะเวลานาน (20 หรือมากกว่าปีที่ผ่านมา cf เลยเช่นมาร์ควิส et al., 2009 และการอ้างอิงนั้น ) ซึ่งแตกต่างใหญ่ของเครื่องชั่งความยาวและความท้าทายเวลาพิเศษในวัสดุศาสตร์ในทางทฤษฎีและการคำนวณ. Dynamics โมเลกุล (MD) และ Monte Carlo (MC) วิธีการเทคนิคที่มีประสิทธิภาพในการศึกษาความผิดปกติและกลไกการแพร่กระจายในระบบของอนุภาค แต่พวกเขาจะถูก จำกัด ให้ค่อนข้าง ตัวอย่างวัสดุที่มีขนาดเล็กและหน้าต่างเวลาของการ microseconds ที่ดีที่สุด (เช่นซัตตัน et al., 1992 และวัง et al., 1992) ความพยายามอย่างมากที่ได้รับการอุทิศเพื่อเร่งวิธี MD และ MC และความสำเร็จที่โดดเด่นได้รับการบันทึกในทิศทางที่ (cf เช่นผู้มีสิทธิเลือกตั้ง et al., 2002) แต่ไม่มีคอมพิวเตอร์ซูฮกรุ่นตาม atomistically ปรากฏจะเป็นยังพร้อมที่จะศึกษาปรากฏการณ์ช้ากว่าเครื่องชั่งน้ำหนักเวลาที่สั่งซื้อนาทีปีขณะที่การรักษาคำอธิบายละอองอย่างเคร่งครัดของวัสดุ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ในพื้นที่ของการประยุกต์ใช้ขึ้นอยู่กับพฤติกรรมของระบบคงที่ในคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับปรมาณูขนาด เช่น อังสตรอม และระดับเฟมโตวินาที . โดยเฉพาะ รายละเอียดสำคัญที่ตอบสนองปรมาณูวัสดุมีความไม่เป็นเชิงเส้นสูง เช่น ที่ atomistically เคล็ดลับแตกที่คมและ concentrators ความเครียดอื่น ๆใกล้ข้อบกพร่องขนาดอะตอม เช่น และค่าธรรมเนียม และมีที่ว่าง atomistically คมอื่น เช่น พื้นผิวของวัสดุเม็ดฟรี และอินเทอร์เฟซ ( เหงือก , 2010 ) อย่างไรก็ตาม มักจะมีพฤติกรรมและคุณสมบัติที่น่าสนใจและใช้สถานที่ในระดับของเซนติเมตร เมตร และมีพัฒนาการช้าในระดับนาที ปีกรณีในจุดคือการย่อยสลายในวัสดุเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ซึ่งผลจากการรวมกันของความร้อน รังสี ความเครียดและการกัดกร่อนการเป็นระยะเวลานานของเวลา ( 20 ปีหรือมากกว่า โฆษณา เช่น มาร์ค et al . , 2009 อ้างอิง ) อันกว้างใหญ่ความต่างของความยาวและเวลา poses ความท้าทายที่พิเศษในระดับทฤษฎีและวัสดุศาสตร์เชิงคำนวณ .

พลศาสตร์โมเลกุล ( MD ) และวิธีมอนติคาร์โล ( MC ) เป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพเพื่อศึกษากลไกและระบบการกระจายของอนุภาค แต่พวกเขาจะถูก จำกัด อย่างวัสดุที่ค่อนข้างเล็ก และเวลา หน้าต่างของไมโครวินาทีที่ดีที่สุด ( เช่นซัตตัน et al . , 1992 และ Wang et al . , 1992 )ความพยายามมากที่ได้รับการอุทิศเพื่อการเร่ง MD และวิธี MC และความสำเร็จเด่นที่ได้รับการบันทึกในทิศทางนั้น ( โฆษณา เช่น ผู้มีสิทธิเลือกตั้ง et al . , 2002 ) แต่ไม่มีรุ่น computationally เครื่องทำน้ำร้อน atomistically ตามที่ปรากฏจะเป็นยังใช้เพื่อศึกษาปรากฏการณ์ช้าเกินเวลาแบบลำดับนาทีถึงปีในขณะที่รักษารายละเอียดอย่างเคร่งครัดปรมาณูของวัสดุ