基于 Python 的微观结构表征与重构：MCRpy
材料科学
2022-07-12 v1
摘要
微观结构表征与重构（MCR）是赋能和加速集成计算材料工程的重要前提。近年来 MCR 取得了诸多进展，然而由于缺乏灵活的软件平台，难以借鉴其他研究者的思路并进一步开发。为解决此问题，本工作提出 MCRpy，以实现易用、可扩展且灵活的 MCR。该软件平台可作为带图形用户界面的程序、命令行工具以及 Python 库使用。其核心思想是将微观结构重构表述为一个模块化且可扩展的优化问题。由此，任何描述符均可用于表征，且任何结合任意描述符的损失函数均可由任意优化器最小化以用于重构。借助随机优化器，这衍生出著名的 Yeong-Torquato 算法的若干变体。此外，MCRpy 具备自动微分功能，可使用基于梯度的优化器。本工作中，在简要介绍底层概念后，通过对典型 MCR 任务进行示例性应用展示了 MCRpy 的能力。最后，展示了如何通过定义新的微观结构描述符并无额外实现负担地直接用于重构来扩展 MCRpy。
引用
@article{arxiv.2207.04652,
title = {Microstructure Characterization and Reconstruction in Python: MCRpy},
author = {Paul Seibert and Alexander Raßloff and Karl Kalina and Marreddy Ambati and Markus Kästner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.04652},
year = {2022}
}
备注
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