在 OkMC 中考虑弹性相互作用的基于 FFT 的方法:在铁中位错环的应用
材料科学
2024-03-15 v1 数值分析
数值分析
计算物理
摘要
物体动力学蒙特卡洛(OkMC)是对远超原子尺度的体积和时间范围内的缺陷演化进行建模的基本工具。缺陷间的弹性相互作用通常使用偶极近似来考虑,但该方法仅限于简单情况,对于大型且距离较近的相互作用缺陷可能不准确。本文提出了一种新框架,在 OkMC 中引入缺陷间的“精确”弹性相互作用,适用于任意类型缺陷和各向异性介质。该方法中,缺陷的弹性相互作用能通过其弹性应变与所有其他缺陷产生的应力乘积的体积积分来计算,两个场均使用 FFT 求解器数值获得。所得相互作用能重现了解析弹性解,并表明偶极近似对于距离近且尺寸大的缺陷精度有限。所提出的 OkMC 框架用于模拟铁中间隙原子和位错环在空间和时间上的演化。研究发现,引入各向异性对所有研究类型缺陷的演化均有定量影响。对于位错环,观察到使用“精确”相互作用能比使用偶极近似在近距离环间产生更强的相互作用。
引用
@article{arxiv.2403.09158,
title = {An FFT based approach to account for elastic interactions in OkMC: Application to dislocation loops in iron},
author = {Rodrigo Santos-Güemes and Christophe J. Ortiz and Javier Segurado},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.09158},
year = {2024}
}
备注
Accepted in Journal of Nuclear Materials