SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY · MSE
材料建模与计算
Computational Materials Science
连接原子与连续体，用计算探索材料的多尺度世界。
- 学分 / CREDITS
- 3 学分
- 学时 / HOURS
- 48 学时
- 授课教师 / FACULTY
- 彭雄奇、龚鸣宇
- 课程性质 / COURSE
- 本科课程
THE LEARNING SPACE / 课程学习
从理解开始，向材料深处。
用图谱建立知识框架，
围绕课程资料继续追问。
COURSE OUTLINE / 教学内容
一门课的
知识脉络。
介绍分子动力学、相场与有限元等材料计算方法，学习物理建模和科学计算，并使用 LAMMPS、ABAQUS 等工具开展材料问题的模拟分析。
阅读完整教学大纲 ↗-
01
2 学时
课程与有限元方法导论
Introduction to the course and FEM
课程导论；有限元方法（FEM） -
02
4 学时
杆单元有限元
FEM for Truss Element
杆单元；ABAQUS CAE -
03
4 学时
固体有限元一般列式
General FE Formulations for Solids
固体有限元列式 -
04
6 学时
二维平面单元
FE for 2D Planar Element
平面单元方程；程序实现；ABAQUS CAE -
05
4 学时
ABAQUS 求解三维固体问题
Solve 3D Solid Problems with ABAQUS
三维固体问题；ABAQUS -
06
4 学时
AI 辅助有限元
AI-aided FEM
AI 辅助有限元 -
07
2 学时
分子动力学导论
Introduction to Molecular Dynamics Simulation
分子动力学模拟；应用实例 -
08
6 学时
初始条件、边界条件与运动方程
Initial Conditions, Boundary Conditions & Equation of Motion
初始条件；边界条件；运动方程；第一个分子动力学程序 -
09
2 学时
原子间势
Interatomic Potentials
原子间势 -
10
2 学时
能量最小化与 Linux 入门
Minimization & Introduction to Linux
能量最小化；Linux 入门 -
11
4 学时
温度控制及其应用
Temperature Control and Its Applications
温度控制；LAMMPS 熔化模拟 -
12
2 学时
压力控制
Pressure Control
压力控制原理 -
13
2 学时
分子动力学综合应用：位错运动
Comprehensive MD Applications: Dislocation Motion
位错运动；LAMMPS；OVITO -
14
4 学时
介观方法导论
Introduction to Mesoscale Methods
介观模拟方法；相场方法（PFM）
CONNECTED KNOWLEDGE / 知识图谱
知识有结构，理解有路径。
依据教学大纲整理的章节与知识点索引；层级表示教学内容归属，暂未添加跨章关联。
14 个章节 · 28 个概念章节 → 知识点群 → 概念 · 点选节点阅读说明，可放大查看细节
图谱接近阅读区域时加载。也可直接打开完整图谱 ↗
LEARNING OUTCOMES / 课程目标
将所学，转化为能力。
- 01掌握计算材料学的基本知识及其在材料开发和性能预测方面的应用。毕业要求指标点 1.1
- 02从微观、介观到宏观尺度，掌握分子动力学模拟与物理量计算依据、相场方法的基本原理，以及有限元计算方法和工程应用。毕业要求指标点 3.1
- 03运用常用仪器、制图和模拟软件解决复杂材料工程问题，评价模拟结果的正确性并指出其局限性。毕业要求指标点 5.3
- 04掌握环境与生产中材料行为的多尺度计算机应用。毕业要求指标点 7.1
KEEP ASKING / 继续探索
带着问题，走进知识库。
由课程知识库提供：围绕本课程已上传的课件与资料提问，回答给出原文引用，可追溯到具体文件与位置。校内 jAccount 登录后即可使用。