跨语言热力学-动力学模拟平台开发及应用

"材料结合热力学-动力学耦合模拟平台开发" 这篇论文主要介绍了由熊桦、黄智恒和伍智勇等人开发的一个集成材料模拟平台，该平台旨在结合热力学和动力学的模拟，以深入理解和预测材料的微观结构演变和性能变化。这个平台的开发是对2008年Huang Z等人在CALPHAD杂志上发布的MTDATA计算编程接口的扩展和优化，使得接口能够支持C，Fortran，Python，Java和MATLAB这五种编程语言。 论文的核心贡献在于创建了一个能够调用Thermo-Calc和MTDATA热力学计算软件的动态链接库，同时与COMSOL Multiphysics软件协同工作，用于动力学模拟。通过这样的集成，研究人员能够进行材料的热力学分析、动力学研究、热力-动力学耦合模拟，以及基于微结构的多物理场耦合模拟。平台的优势在于其能处理复杂几何形状、一般边界条件和非线性材料问题，这得益于其采用有限元法来解决动力学控制方程。 论文中提供了几个应用实例，包括典型合金的热力学数据分析、凝固过程的相场法模拟以及相场晶体法模拟。这些示例展示了平台在实际问题中的应用潜力和灵活性。关键词包括材料热力学与动力学、微结构、相场法和相场晶体法，表明了研究的领域和方法。 这个平台的开发对于材料科学的研究具有重要意义，因为它提供了一个工具，使得科学家和工程师能够更有效地预测和控制材料的行为，特别是在微结构演化和性能改变方面，这对于新材料的设计和优化具有深远影响。此外，通过支持多种编程语言，该平台也增加了其用户友好性和适应性，允许不同背景的研究人员根据自己的偏好和需求进行模拟工作。