美国DOE利用高性能计算助力新材料研发

作者: 2018-05-15 11:10 来源:
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228日至419日,美国能源部(DOE)劳伦斯利佛莫尔国家实验室应用能源技术领域用于材料的高性能计算计划(HPC4Mtls)开展第一轮项目建议征集[1],旨在通过利用高性能计算、建模、模拟和数据分析,解决在严苛复杂的能源应用环境中,性能优异新材料或改性材料所面临的开发、完善及验证等环节的关键挑战。DOE进行该计划资助的相关办公室及其关注的重点方向如下。

1)化石能源办公室关注以下方向:预测化石燃料发电厂中特定恶劣环境中的材料行为;探索材料行为退化动力学;改善合金性能;克服新材料生产从克到千克、从千克到吨的规模化障碍;提高对氧化、腐蚀、电化学相互作用等关键重点领域的详细过程的理解;用高熵合金克服制造元件的障碍;减少材料鉴定和认证时间的建模和仿真工具等。

2)能效与可再生能源办公室燃料电池技术领域关注以下方向:提高电催化剂的性能和耐用性,如燃料电池和电解槽中的无铂族金属催化剂;改进先进水解技术的材料和界面,包括电化学、热化学和光电化学方法;开发机器学习功能以预测新材料,如用于储氢、不含铂族金属的电催化剂、膜分离器和能量转换器;改善对复杂系统中相互作用的理解和建模等。

3)能效与可再生能源办公室车辆技术领域关注以下方向:根据组成、冷却速率和热处理预测铸造材料的微观结构;提高合金在高温(330-1100)下的机械性能;利用机器学习和数据分析来甄别有潜力的新材料(如车用轻质结构材料);开发用于不同材料接头的工艺结构模型;模拟先进高强度钢、铝、镁、碳纤维复合材料的粘合剂的老化,以及在汽车使用寿命期间的相应性能等。                   (万勇)



[1] First Round of HPC4Mtls Solicitation is Now Open. https://hpc4mtls.llnl.gov/solicitation.php

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