The invention discloses a method for constructing periodic polycrystalline structure of materials based on MPT toolkit, which includes: establishing the first cube structure, setting the correction coefficient of the nearest neighbor distance, randomly generating n nuclei; copying the 3m_1 first cube structure and forming the second cube structure; calling the space partition function to all the nuclei points The atom arrangement structure is obtained by taking any nucleus point in the first cube structure as the base point and the remaining nucleus points rotate along the three-dimensional axis at angles of 1, 2 and 3, respectively. The first nearest neighbor distance of all atoms in the polycrystalline atomic structure is removed, and the periodic polycrystalline structure is obtained by removing the atoms whose first nearest neighbor distance is less than the correction coefficient of nearest neighbor distance. The invention has the characteristics of execution rate block, simple program editing, small occupancy of running memory and reliable crystal structure.
【技术实现步骤摘要】
一种基于mpt工具包构建材料周期性多晶结构的方法
本专利技术涉及材料结构建模
,尤其是一种基于mpt工具包构建材料周期性多晶结构的方法。
技术介绍
分子动力学是一门结合物理、数学和化学的综合技术。分子动力学是一套分子模拟方法,该方法主要是依靠牛顿力学来模拟分子体系的运动,以在由分子体系的不同状态构成的系统中抽取样本,从而计算体系的构型积分,并以构型积分的结果为基础进一步计算体系的热力学量和其他宏观性质。分子动力学模拟作为揭示多晶材料各项性能微观机理和机制的重要手段,合理的构建和选取多晶结构对模拟结果的正确性起到决定性的影响,在分子动力学模拟过程中,多晶结构的构建受到计算机硬件和时间的限制,通常,多晶结构通过引入周期性边界条件来获取合适大小的模拟体系。目前,材料周期性多晶模型都是基于空间划分的voronoi方法,如专利申请号为:201310671920.1,名称为“一种建立多相多晶原子结构模型的方法”的中国专利,该专利通过结合Qhull和Fortran90软件获得多相多晶模型的原子坐标文件的方法,为了表达出晶粒几何形状和晶界的不规则形,利用voronoi方法进行建模,利用Qhull软件可以获得晶粒的顶点坐标,并通过判定多面体内外点的方法,用Fortran编程选取出位于晶粒内部的各相超胞坐标,由于不同研究者编辑程序的差异,直接影响到多晶结构构建过程程序实现的复杂程度、硬件需求和计算执行效率。其具体差异体现在以下四点:(1)程序语言的选取,(2)周期性结构获取方式,(3)晶核点voronoi空间的划分,(4)voronoi空间原子的填充。另外,通过C或者F ...
【技术保护点】
1.一种基于mpt工具包构建材料周期性多晶结构的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)根据多晶尺寸建立三维的第一长方体结构,设定近邻距离修正系数,并在该第一长方体结构内随机产生n个晶核点,其中,n为大于零的自然数;(2)根据多晶结构的周期性维度数m,将第一长方体结构进行复制,获得共3m个第一长方体结构,并构成以步骤(1)中的第一长方体结构为中心的第二长方体结构;其中,m为大于等于1且小于等于3的自然数;(3)调用mpt工具包的mpt_voronoi函数对所述第二长方体结构内的所有晶核点进行空间划分,获得晶核点划分后的多面体;(4)选取步骤(1)中的第一长方体结构内的任一晶核点,该晶核点与多面体的顶点最大距离为Rmax;以该晶核点为中心,(2×Rmax)为边长构建原子的空间群结构;(5)以步骤(4)中的晶核点为坐标原点,将其余晶核点分别沿x轴旋转角度φ1、沿y轴旋转角度φ2、沿z轴旋转角度φ3,获得具有随机趋向的原子排布结构,其中,角度φ1、φ2、φ3均大于等于0且小于360度;(6)调用mpt工具包的inhull函数对所述具有随机趋向的原子排布结构进行选取,去除所述多面体外的原子,实现 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于mpt工具包构建材料周期性多晶结构的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)根据多晶尺寸建立三维的第一长方体结构,设定近邻距离修正系数,并在该第一长方体结构内随机产生n个晶核点,其中,n为大于零的自然数;(2)根据多晶结构的周期性维度数m,将第一长方体结构进行复制,获得共3m个第一长方体结构,并构成以步骤(1)中的第一长方体结构为中心的第二长方体结构;其中,m为大于等于1且小于等于3的自然数;(3)调用mpt工具包的mpt_voronoi函数对所述第二长方体结构内的所有晶核点进行空间划分,获得晶核点划分后的多面体;(4)选取步骤(1)中的第一长方体结构内的任一晶核点,该晶核点与多面体的顶点最大距离为Rmax;以该晶核点为中心,(2×Rmax)为边长构建原子的空间群结构;(5)以步骤(4)中的晶核点为坐标原点,将其余晶核点分别沿x轴旋转角度φ1、沿y轴旋转角度φ2、沿z轴旋转角度φ3,获得具有随...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄河,蒙大桥,高博,陈长安,
申请(专利权)人:中国工程物理研究院材料研究所,
类型:发明
国别省市:四川,51
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