材料的计算机设计

课程讲解围绕“理论基础-方法介绍-算例应用背景-模型建立-计算分析”进行，从而使学生可以解释具体材料的宏观性能与其微观结构定量结合的原理，具备应用材料计算软件进行分析材料成分-结构-工艺-性质、以及新材料设计的知识。教学内容包括介观尺度上可用于组织设计的元胞自动机法、原子尺度上求解牛顿力学方程的分子动力学法和求解薛定谔方程进行电子层面结构与性质设计的紧束缚法。这些教学内容在学生建立起宏观试件组织图像的基础上，直观认识材料的宏观现象与微观演化的联系，并进而有助于学生从分子结构出发认识材料的性能。这些教学内容中合金凝固结晶、再结晶、固态相变、位错、熔化、烧结、应力、应变、静水压力、杨氏模量、体模量、泊松比、屈服强度、抗拉强度、弹性、塑性、断裂、电荷密度、电子布居、分子轨道、能隙、能带等诸多知识点通过具体算例加以讲解。