Publication

Consistent Energy-Based Atomistic/Continuum Coupling For Two-Body Potentials In Three Dimensions

2012
Journal Articles

Résumé

Very few works exist to date on development of a consistent energy-based coupling of atomistic and continuum models of materials in more than one dimension. The difficulty in constructing such a coupling consists in defining a coupled energy whose minimizers are free from uncontrollable errors on the atomistic/continuum interface. In this paper a consistent coupling in three dimensions is proposed. The main achievement of this work is in identifying and efficiently treating a modified Cauchy-Born continuum model which can be coupled to the exact atomistic model. The convergence and stability of the method is confirmed with numerical tests.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/7d33c272-baf0-4853-bc7a-7fc68c145700

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Champ de force (chimie)

vignette|Un champ de force peut par exemple être utilisé afin de minimiser l'énergie d'étirement de cette molécule d'éthane. Dans le cadre de la mécanique moléculaire, un champ de force est un ensemble de potentiels et de paramètres permettant de décrire la structure de l'énergie potentielle d'un système de particules (typiquement, des atomes, mais non exclusivement). L'usage de l'expression champ de force en chimie et biologie numériques diffère ainsi de celui de la physique, où il indique en général un gradient négatif d'un potentiel scalaire.

Potentiel interatomique

Le potentiel interatomique est un modèle d'énergie potentielle servant à décrire l'interaction entre atomes et, par extension, entre molécules. Il permet d'accéder à nombre de quantités optiques, thermodynamiques, mécaniques et de transport de la matière. Les atomes à température ambiante peuvent s'associer spontanément pour former des molécules stables. Cela implique une force attractive à longue distance et répulsive à faible distance, et par suite nulle à la valeur d'équilibre de la liaison.

Mécanique moléculaire

vignette|Physique à l'échelle moléculaire La mécanique moléculaire correspond à l'utilisation de la mécanique newtonienne pour modéliser la structure des systèmes moléculaires. L'approche de la mécanique moléculaire est souvent appliquée pour améliorer des structures moléculaires ou des simulations utilisant soit la dynamique moléculaire, soit la méthode de Monte-Carlo. Typiquement, la mécanique moléculaire considère l'ensemble des interactions entre une collection d'atomes sphériques reliés entre eux par des ressorts fictifs qui représentent les liaisons chimiques.

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