基于Cauchy Born准则和神经网络的应力计算

论文摘要

在材料物理中,第一Piola-Kirchhoff（PK）应力是一项比较重要的研究性质,基于Cauchy Born准则的原子论-连续介质模型计算有限温度下的第一PK应力是一种已经开发并且在计算方面优于传统的分子动力学模拟（MD）和蒙特卡洛模拟（MC）的方法。同时,深度学习中的神经网络以及其衍生算法在工业界以及学术界都取得比较好的成果,我们希望将神经网络的方法应用到第一PK应力的计算中,其中数据集通过分子动力学模拟（MD）的结果得到。基于以上想法,本文进行了以下工作:（1）完成L21结构的三组分合金Co2FeAl基于Cauchy Born准则计算第一PK应力的公式推导:引入维里项,利用拟调和近似的方法对维里项作二阶泰勒展开来近似应力,然后通过傅里叶变换将计算转换到倒易空间中达到简化的目的。将Cauchy Born准则计算的结果与分子动力学模拟的计算结果进行对比,分析误差,说明Cauchy Born准则计算第一PK应力的有效性:相对误差低于8%。在这个过程中验证了倒易空间中原点取值对于近似结果的精确性有所提高,并且探究了将原子质量显式地考虑进去对于近似结果的影响。（2）回顾物理模型中的参照系不变性和材料对称性,并且根据材料Fe的BCC结构所需要满足的约束,生成不变子群以及基向量来进行神经网络第一层和最后一层的构造。同时通过分子模拟方法获得材料Fe零温下的形变以及对应的应力数据,划分训练集、验证集和测试集,选取在验证集上损失函数达到最低的模型,进行测试集上的测评:相对误差低于3%。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 汤倩

导师: 杨志坚

关键词: 准则,拟调和近似,倒易空间,前馈神经网络,参照系不变性,材料对称性

来源: 武汉大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 数学,自动化技术

单位: 武汉大学

分类号: TP183;O242

总页数: 55

文件大小: 1543K

下载量: 21

相关论文文献

• [1].基于优化神经网络的地质灾害监测预警仿真[J]. 计算机仿真 2019(11)
• [2].基于进化神经网络的304不锈钢车削加工表面粗糙度预测[J]. 轻工机械 2019(06)
• [3].时频联合长时循环神经网络[J]. 计算机研究与发展 2019(12)
• [4].几种典型卷积神经网络的权重分析与研究[J]. 青岛大学学报(自然科学版) 2019(04)
• [5].基于GA-BP神经网络异纤分拣机检测参数优化[J]. 棉纺织技术 2020(01)
• [6].基于集成神经网络的织物主观风格预测研究[J]. 纺织科技进展 2020(01)
• [7].试析神经网络技术在机械工程中的应用及发展[J]. 网络安全技术与应用 2020(02)
• [8].一种深度小波过程神经网络及在时变信号分类中的应用[J]. 软件 2020(02)
• [9].不同结构深度神经网络的时间域航空电磁数据成像性能分析[J]. 世界地质 2020(01)
• [10].基于深度神经网络的航班保障时间预测研究[J]. 系统仿真学报 2020(04)
• [11].基于生成对抗网络和深度神经网络的武器系统效能评估[J]. 计算机应用与软件 2020(02)
• [12].基于循环神经网络的双轴打捆机智能换挡策略研究[J]. 安徽工程大学学报 2020(01)
• [13].基于图神经网络的实体对齐研究综述[J]. 现代计算机 2020(09)
• [14].基于改进的循环神经网络深度学习跌倒检测算法[J]. 电脑编程技巧与维护 2020(03)
• [15].神经网络探索物理问题[J]. 物理 2020(03)
• [16].基于GA-BP神经网络的城市用水量预测[J]. 现代电子技术 2020(08)
• [17].基于深度神经网络的药物蛋白虚拟筛选[J]. 软件工程 2020(05)
• [18].基于轻量级神经网络的人群计数模型设计[J]. 无线电工程 2020(06)
• [19].高效深度神经网络综述[J]. 电信科学 2020(04)
• [20].含磁场耦合忆阻神经网络放电行为研究[J]. 广西师范大学学报(自然科学版) 2020(03)
• [21].基于神经网络及特征运算的老年人平衡能力分析[J]. 重庆工商大学学报(自然科学版) 2020(04)
• [22].神经网络技术在机械工程中的应用及发展探析[J]. 科技创新与应用 2020(18)
• [23].基于竞争神经网络的变电站巡视周期分类[J]. 科技创新与应用 2020(18)
• [24].基于双向循环神经网络的语音识别算法[J]. 电脑知识与技术 2020(10)
• [25].结合相似日与改进神经网络的短期光伏发电预测[J]. 广西电业 2020(04)
• [26].基于神经网络的流感大数据分析[J]. 中华医学图书情报杂志 2020(03)
• [27].长短时记忆神经网络在地电场数据处理中的应用[J]. 地球物理学报 2020(08)
• [28].基于门控循环单元神经网络的公交到站时间预测[J]. 南通大学学报(自然科学版) 2020(02)
• [29].鼠脑神经网络的同步辐射3D成像研究[J]. 核技术 2020(07)
• [30].基于长短记忆神经网络的短期光伏发电预测技术研究[J]. 华北电力大学学报(自然科学版) 2020(04)

标签：准则论文;  拟调和近似论文;  倒易空间论文;  前馈神经网络论文;  参照系不变性论文;  材料对称性论文;