Atomistic Modeling of Materials Failure

La modellazione atomistica del fallimento dei materiali è un'introduzione alle tecniche di modellazione molecolare e atomistica applicate alla frattura e deformazione dei solidi. Concentrandosi su una varietà di materiali fragili, duttili, geometricamente confinati e biologici, questa panoramica dettagliata include metodi computazionali su scala atomica e descrive come queste tecniche possano essere utilizzate per modellare la dinamica delle crepe e altri meccanismi di deformazione. Una descrizione completa della dinamica molecolare (MD) come strumento di modellazione numerica copre l'uso di potenziali interatomici classici e l'implementazione di strutture di calcolo massivamente parallelizzate su larga scala, oltre alle filosofie generali di costruzione del modello, simulazione, interpretazione e analisi dei risultati. I lettori troveranno una discussione analitica delle tecniche numeriche insieme a una revisione dei fondamenti matematici e fisici necessari. Vengono forniti esempi di applicazioni per materiali specifici, come silicio, rame e proteine fibrose, come casi studio per ciascuna delle tecniche, aree e problemi discussi. Offrendo una revisione approfondita delle tecniche di modellazione multi-scala che collegano con successo metodi atomistici e meccanica dei continui, la modellazione atomistica del fallimento dei materiali è una preziosa risorsa per ingegneri, scienziati dei materiali e ricercatori nel mondo accademico e industriale.