In reply time scale bridging In MD
Dear Harold
感谢您的评论和分享非常相关的论文。MD中的应变率是一个长期存在的挑战，许多努力已经解决了这一局限性。看到您最近的工作和其他人的工作非常有趣，这些工作可以在MD建模中实现物理上合理的时间持续时间。D. E. Shaw Research (DESRES)在开发生物分子模拟专用超级计算机时发现了另一种解决MD中时间步长的有趣方法。理查德·费曼(Richard Feynman)在他1963年开创性的《物理学讲座》(Lectures on Physics)中说，不需要开发新的时间步长算法，他们就可以进行长时间跨度的MD模拟(https://www.nature.com/articles/nphys3553)，这使我们能够研究分子的详细运动，而不会失去原子的“抖动和摆动”运动。
亲爱的病:
谢谢你提出这个有趣的杂志俱乐部。既然你提到了MD的众所周知的时间尺度问题，我想提到一些最近在这一领域所做的关于金属塑性的工作。具体来说，我们最近展示了，利用势能景观探测技术，我们既可以捕捉双晶金属纳米线中实验观察到的速率依赖的延性到脆性转变:
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.7b04972
，同时还可以预测在MD无法到达的时间尺度上出现的单晶金属纳米线中的新的超塑性蠕变行为:
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.8b02199
也有其他小组使用类似的时间尺度桥接技术在不同材料系统的预测建模方面做了出色的相关工作。例如，Sid Yip和研究非晶固体的合作者(http://www.pnas.org/content/114/52/13631)， Pradeep Sharma研究各种材料系统(电池，金属等)，例如https://journals.aps.org/prmaterials/abstract/10.1103/PhysRevMaterials.1.055401).
回复期刊俱乐部2018年6月:用中尺度的分离位错动力学建模位错介导的塑性
感谢您的评论。DD与MD的位错结构非常相似，并且基于max得到简单的形核，这是非常有趣的。解析了不同取向微柱的剪切应力。然而，DD的位错网络与MD的结果并不完全相同。例如，在<100>定向柱，MD为矩形网络，DD为十字形位错。我认为这两种模型都有局限性，无法得到“真正的”结构。也就是说，MD中很高的应变率会使位错活动局限在单个滑移面上，DD中位错的微观结构是由形核规则形成的。我认为需要进行原位TEM实验来观察真正的位错结构，但在这种规模下进行扭转实验也具有挑战性。我期待看到各向异性位错微观结构的实验证明。
Regarding the different time scale in MD and DD, DD results could give rise to very similar stress-strain relations with steady-state experiments via a modified loading condition(so called cut-off plastic strain rate method), while MD has an intrinsic limitation on high strain rate. DD model is required to have atomistic input, in order to characterize individual dislocation mobility and mutual interaction mechanism. Therefore, the scaling bridging between MD and DD would be handled by hierarchical coupling, rather than concurrent approach due to different time scale.
回复建模边界
回答您的第一个关于为此类交互制定一套规则的问题，它主要是由于表征晶界和位错的参数较多。具体来说，晶界的几何形状可以用5个自由度(dof)来描述:3是两个晶粒之间的相对取向差，2是晶界平面法线的方向。同样，位错也需要5个自由度:3个Burgers向量，2个方向。此外，还涉及到材料的固有性质，如核心结构和层错能等。我们还需要考虑入射角的影响。因此，影响相互作用机制的因素有很多，因此绘制一个简单的规则来确定各种类型的相互作用是非常具有挑战性的。
已经有许多试验从分析和计算的方法来描述相互作用机制，但仍然缺乏一个通用的规则。我希望随机性也会发挥作用，但我不太了解它的细节。其他关于随机性的意见/建议将被高度赞赏。
Secondly, I do agree that concurrent modeling approach to model interface would be a good idea to deal with complex interactions, because continuum approach will be helpful to consider large deformation(including rotation) and also give rise to accurate far-field stress calculations. However, it still required a “rule”, which I believe, only comes from atomistic modeling with proper potentials.
回复期刊俱乐部2018年6月:用中尺度的分离位错动力学建模位错介导的塑性
亲爱的Ill，
非常感谢您发布如此令人印象深刻的主题。如图4所示，DD模拟所揭示的变形机制与MD模拟所揭示的变形机制非常相似。但DD模拟与MD模拟在长度尺度上存在明显差异。有什么方法可以将MD和DD连接起来吗?
Best，
Xiaoyan
回复期刊俱乐部2018年6月:用中尺度的分离位错动力学建模位错介导的塑性
亲爱的病，
感谢您对中尺度塑性建模的深刻综述。正如你所指出的，其中一个突出的挑战是位错-界面相互作用的建模。为这种交互开发一套规则的障碍是什么?随机性在其中起作用吗?在并行建模方法中，使用原子离散化来对界面区域建模，而使用DD/均质连续体来对大块区域建模，这方面是否有努力?
谢谢，
Shailendra
回复期刊俱乐部2018年6月:用中尺度的分离位错动力学建模位错介导的塑性
我期待听到你的问题和评论。
亲爱的Ill，
非常感谢您的详细解释，这为多标度建模提供了重要的观点。你提出的分层耦合可能有效地连接DD和MD，这将促进从原子水平到位错水平对塑性的理解。