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超级计算机模型描述了氯化物在腐蚀中的作用

人工智能 2021-04-28 15:43:49

数十年来,研究人员一直在研究氯化物对各种材料的腐蚀作用。现在,得益于加州大学圣地亚哥分校的圣地亚哥超级计算机中心(SDSC)和德克萨斯高级计算中心(TACC)的高性能计算机,已对详细模型进行了仿真,以提供有关氯化物如何导致结构金属腐蚀的新见解,从而在经济和环境方面的影响。

从工程的俄勒冈州立大学(OSU)学院团队进行的一项研究讨论这种新的信息刊登在材料降解,一个自然的伙伴杂志。

OSU土木和建筑工程学教授Burkan Isgor表示:“钢是世界上使用最广泛的结构金属,其腐蚀对经济,环境和社会都有严重影响。” “了解保护性钝化膜的分解过程有助于我们定制设计有效的合金和缓蚀剂,从而延长暴露于氯化物侵蚀的结构的使用寿命。”

Isgor与OSU工程学院的同事LíneyÁrnadóttir以及研究生Hossein DorMohammadi和Qin Pang密切合作进行了这项研究。作为化学工程副教授,阿纳多蒂尔(Árnadóttir)说,她的工作经常使用计算方法来研究表面降解过程中的化学过程。

她说:“我们经常与实验小组合作,并使用实验表面科学工具来补充我们的计算方法。” “在这项研究中,我们依靠国家科学基金会(NSF)极端科学和工程发现环境(XSEDE)的拨款,以便我们可以使用Comet和Stampede2结合不同的计算分析和实验,并将基本的物理和化学方法应用于一个已解决的问题具有潜在的巨大社会影响力。”

OSU团队使用一种称为密度泛函理论(DFT)的方法来研究所涉及分子的结构,磁性和电子性质。其他人也使用反应性分子动力学(Reax-FF MD)证实了他们的模拟,这使他们能够准确地建模基于化学的纳米级过程,从而导致氯化物引起的铁钝化膜击穿。

Isgor说:“在复杂的环境中对氧化膜的退化进行建模在计算上非常昂贵,即使在很小的本地集群上也可能不切实际。” “ Comet和Stampede2不仅使处理更复杂,更现实和与工业相关的问题成为可能,而且这些高性能计算机使我们能够在合理的时间内做到这一点,从而推动知识的发展。”

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