MASKE：驱动微结构演化的化学与力学耦合过程动力学模拟器
其他凝聚态物理
2024-09-26 v3
摘要
材料的微结构通过化学反应与机械应力演化，二者在压力溶解或结晶压力等现象中常强耦合。本文介绍MASKE：一个应对微结构中化学-力学耦合过程建模挑战的模拟器。MASKE将固相表示为颗粒团聚体，其离格位移通过相互作用势产生机械应力。颗粒沉淀与溶解采用动力学蒙特卡洛（Kinetic Monte Carlo）抽样，其原创反应速率方程由过渡态理论导出并包含机械相互作用贡献。固相周围溶液中的分子通过浓度隐式建模，浓度在微结构演化过程中变化并定义用户设定化学反应的饱和指数。本文先阐述软件的结构与实现，随后以氢氧化钙纳米晶体的两个例子说明其化学平衡及在一系列施加应变率下的力学响应，涉及应力驱动溶解与重结晶。这些例子凸显了MASKE模拟强耦合化学-力学过程的独特能力。MASKE已在GitHub上开源提供。
引用
@article{arxiv.2311.06533,
title = {MASKE: A kinetic simulator of coupled chemical and mechanical processes driving microstructural evolution},
author = {Enrico Masoero},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.06533},
year = {2024}
}