刘凯辉和李振杰两人,就这么不解地看着。
但两人也都知道,肯定是看出问题了,不然不会一言不发。
等到再次翻完一遍,陈言终于说道:“在第二相的设计这一块,我们算得不准!”
刘凯辉和李振杰同时惊讶出声:“算得不准?”
他们不太理解这句话是什么意思。
诸多候选体系,他们都是严格按照,陈言所给的设计原则来的。
而且每一个结构设计的过程,也都是按课题资料里,密度泛函理论和分子动力学来设计的。
完全符合设计原则,也完全符合材料设计的理论。
又怎么会算得不准呢?
陈言看了两人一眼,轻声说道:“我们要做的是核聚变第一壁复合材料的设计,不是其他的。”
两人再次一惊,像是明白了什么
陈言合上研究资料,微微沉思。
因为问题不在研究资料上,在他给的课题资料上。
刘凯辉和李振杰也快速思索着,具体的问题所在。
片刻后,陈言再次开口说道:“分子设计这块的研究,想达到一步到位的目标。”
“我们必须在制备之前,就知道材料在聚变装置,或者说聚变堆环境下的性能。”
“但是在这个环境下的预测,本质上是面临着几个结构性的困难的。”
刘凯辉和李振杰两人没有出声,只认真听着。
陈言手指微微敲击桌面,继续说道:“采用密度泛函理论设计时,只能处理数百个原子、数百飞秒的计算。”
“分子动力学也最多模拟数纳秒、数百万原子的情况,可是整个材料的服役过程,是长达数年,接近10^23个原子的。”
刘凯辉反应了过来:“整个材料面对的链条,的确是从电子结构到界面,再到微观结构演化,以至于整个服役寿命长度。”
李振杰也是说道:“可是进度和尺度,在理论上确实无法兼顾,现在没有哪个单一计算方法,能跨越这个链条……”
陈言微微点头,但没有往下去说解决方法。
他转而继续说道:“除了这一点,整个材料是要考虑辐照损失的。”
“在用密度泛函理论计算缺陷形成能时,所假设的体系是处于基态的。”
“但真实的中子辐照是一个持续注入能量,缺陷大量产生和复合的强非平衡过程。”
刘凯辉皱眉道:“也就是说,如果只用平衡缺陷形成能来预测辐照行为,本身就是错误的?”
陈言:“对!这样的做法就像拿温度类比辐照,本质上在物理这块就不成立。”
刘凯辉和李振杰两人不由得对视一眼,心里泛起了一股担心。
单就陈言说的这两点,就不是他们短时间内能解决的。
然而,陈言继续说了起来。
“还有,钨基复合材料的全部性能优势,其实是来自于第二相和基体的界面。”
“可是,尽管界面是核心,但我们现在的计算方法,是无法精确对界面进行建模的。”
“最后还有一点,宏观性能预测这块,不管是抗辐照肿胀率,再结晶温度,还是断裂韧性。”
“这些性能的预测,都是要传递误差的,在前面的计算方法都不能准确的情况下。”
“最终预测性能的置信区间,极有可能会宽到无法指导设计……”
一通话说完,四个结构性的难点,不止摆在了陈言面前,也直接摆在了刘凯辉和李振杰的面前。
两人的眉头,也是越皱越深,拿不出解决方案来。
以往,材料都是试错型实验,计算方法这块,能用则用。
不能用的话,在后续实验制备上,还是有机会弥补的。
可现在,陈言要的是一步到位,直接确定设计的材料是对的。
那实验制备也就从“试错探索”的功能定位,变为了“确认性能”的功能定位。
那这,怎么解决?
这要解决的话,理论上的工程量,可不是一般的大啊?!
但下一刻,两人再次对视一眼,然后齐齐看向了陈言。
理论计算这块,他们的确是解决不了,但不代表陈言也不行啊!
要是陈言也不行的话,应该就不会把刚才那些问题摆出来了。
两人想的没错,陈言迎上两人的目光,忽然笑道:
“刘所,李所,你们别看着我,短时间内,我也解决不了计算不行的问题。”
刘凯辉和李振杰微微一怔,难道是自己想错了?
然后就听到陈言继续说道:“不过改善一下,确定材料是对的,还是可以的。”
听到这话,刘凯辉和李振杰立马回过神来,再度看向陈言。
“陈教授,您快说,怎么解决?”
“是啊,陈教授,精度和尺度兼顾的问题,可一直是个头疼的事!”
陈言也没有再卖关子,解释道:“要想一步到位确认材料设计是对的。”
“在物理上可行的唯一途径,就是找到材料最关键的性能在哪!”
“从第一性原理出发,独立预测关键性能的定量值,还有置信区间!”
“最后,再用一次决定性实验锚定全部参数链!”
刘凯辉和李振杰听后,微微点头,陷入沉思。
事实上,这种思路是没太大问题,可还是没解释清楚,具体该如何去做。
没待两人细想,陈言已经接着说道:“具体的解决方法,是三级精度体系,再加上决定性预测!”
“第一级就是通过高精度的计算方法,锚定关键参数,比如对最重要的缺陷和界面性质,采用高精度方法。”
“第二级就是利用模拟算法覆盖大尺度的模拟计算,把高精度势能面在微米尺度上发挥出应有的作用。”
“第三级要整个前面两级的数据参数,再利用更高尺度的模型,拓宽到宏观性能上去!”
“而决定性预测,就是在这个基础上,把最关键的性能独立出来,围绕着这个性能,再循环整个体系!”
刘凯辉和李振杰两人,听了后,怔怔出神。
他们有些听懂了,有些没听懂。
或者说,他们有些好像实现不了呀?
“陈教授,大尺度的模拟计算……”
刘凯辉刚要把问题抛出,便被陈言打断了。
“刘所,李所,计算方法这块,我会重新整理课题资料,把不足的地方补起来!”
“至于模拟算法,更高尺度的模型这块,你们忘了我的另一项研究课题了吗?”
李振杰最先反应过来,他当即惊喜道:“陈教授,您是说超算方向的那个课题?”
陈言微微点头:“没错!那边的研究进度,完全能撑得起我们的需求!”
随即,他没有再去解释,而是接着刚才的话。
又把三级精度体系,还有决定性预测的方法,再拆开来详细讲述了一番。
这一次,大概是陈言这么多天来,在材料方向课题组待的最长的一天。
一直到陈言离开,刘凯辉和李振杰两人,还留在会议室里,消化着刚才的内容。
末了,刘凯辉忽然感慨道:“不愧是陈教授啊!”
李振杰看了他一眼,很是赞同地点了点头。
“是啊!这四个问题,要是抛给我们解决,还不知道要耗多久……”
话音落下,会议室再归安静。
但两人的心里,还是震撼不已。
陈言是他们见过的,唯一一个直接抛出问题。
然后直接当场杀死问题的人……
同时,两人也是期待不已!
如果陈言在计算方法上做了突破,再把材料的模型升级一下。
或者是,超算那块真的能支撑起来的话。
那他们以后的研究,岂不是……
第248章 联合研究
陈言离开凝聚态所后,本来是打算直接去理科1号楼的。
但走着走着,他又掉了个头,径直走回了住处。
因为超算方向课题组,关于材料的算法模型这块。
早在上一阶段,也就是他闭关解决N-S方程时,就打好了底子。
当时在把万核级任务模拟的算法,朝更多物理模型上推时。
李振杰就找上他,希望能进行合作研究,把材料的模拟,在他们的研究上深入挖一下。
也因此,借着上一阶段的成果,再加上现在超算方向的ParaX框架。
陈言所说的模拟算法,更高尺度模型,就能撑得起来了。
无非是根据核聚变第一壁复合材料的实际情况,再对算法模型做一些修正。
所以这一块,他是不需要着急的。
真正亟待解决的,是计算方法的内容。
因为像他说的三级精度体系中,第一级的高精度计算方法,才是最核心的地基。
此外,他所说的决定性预测的内容,其实和三级精度体系也是需要串起来看的。
因为非要说的话,决定性预测中的关键性能,才应该最开始的第一步。
回来后,陈言就将自己关在了房间里。
先前关于材料方向课题的资料,还有刘凯辉和李振杰两人,整理齐全的研究资料。
全都被他堆在面前,快速翻看着。
他没有立即动手去挖计算方法,而是打算先把这些资料再啃一遍。