Study of interplay between structure and flow in embedded-atom systems

Stankovic, Igor

Study of interplay between structure and flow in embedded-atom systems

dc.contributor.advisor	Kröger, Martin	en
dc.contributor.author	Stankovic, Igor	en
dc.contributor.grantor	Technische Universität Berlin, Fakultät II - Mathematik und Naturwissenschaften	en
dc.contributor.referee	Hess, Siegfried	en
dc.contributor.referee	Kröger, Martin	en
dc.date.accepted	2004-06-22
dc.date.accessioned	2015-11-20T16:03:38Z
dc.date.available	2004-11-19T12:00:00Z
dc.date.issued	2004-11-19
dc.date.submitted	2004-11-19
dc.description.abstract	Wir benutzen ein einfaches Embedded-Atom-Potential, um das mechanische Verhalten, den Verschleiß und strukturelle Veränderungen an Grenzflächen von Modell-Metallen zu untersuchen. Die Embedded-Atom-Methode wird "EAM" bezeichnet, und hier verwendete generische Modell mit "GEAM". Die Zustandsgrößen realer Metalle - wie etwa Bindungsenergie, Elastizitätskonstanten und Lösungswärme - werden durch einige wenige Modellparameter wiedergegeben. Das Modellmetall wird mit Molekulardynamik-Computer-Simulationen (MD) untersucht und in Nichtgleichgewichts-Molekulardynamik-Computer-Simulationen (NEMD) einer Scherdeformation ausgesetzt. Voraussagen für mechanische und strukturelle Eigenschaften werden mit Resultaten für spezifische Metalle verglichen. Dieser Vergleich lässt Rückschlüsse über den Einfluss der Modellparameter auf die beobachtete Größen zu. Die Mechanismen, die zu mechanischer Legierung führen, werden beobachtet und diskutiert. Informationen über die Kristallstruktur innerhalb der NEMD-Konfigurationen erhalten wir mittels Durchführung einer Analyse der gemeinsamen Nachbarn, die auf ebenen Graphen basiert. Die Methode für nicht volumeneingeschränkte Metalle wird dahingehend verändert, dass mit ihr auch Strukturen in porösen Metallen untersucht werden können. Diese Veränderung besteht in einem kontrollierten Versatz zwischen allgemeiner Teilchenzahldichte und der bevorzugten Einbettungsdichte. Der Phasenübergang der EAM-Teilchen von einer homogenen Konfiguration zur porösen Struktur wird mithilfe von MD Simulationen nachvollzogen. Die zeitliche Entwicklung dieser Strukturen wird mithilfe von Schnappschüssen der Konfiguration sowie von Volumen- und Oberflächenanalysen untersucht. Die EAM-Strukturen werden benutzt, um die Diffusion eines Gases aus kurzreichweitig attraktiven bzw. repulsiven Teilchen in einem porösen Medium zu simulieren. Des weiteren präsentieren wir Simulationen zu Zeitentwicklung und Materialfluss von EAM-Teilchen in einer freistehenden Wand.	de
dc.description.abstract	The embedded atom method (EAM) is applied to study mechanical behavior, wear, and structural changes at model metal interfaces. The main constitutive properties of real metals, i.e. cohesive energy, elastic constants, and heat of solution, are reproduced by a set of a few basic model potentials as revealed by the analytic considerations. The model metal is subjected to the shear deformation and the strong flow via non-equilibrium molecular dynamics computer (NEMD) simulations in order to discuss the origins of some qualitative properties observed in more specific embedded atom potentials. The mechanisms leading to the mechanical alloying at the interfaces are observed and discussed. Information about the crystal structure inside the NEMD configurations is obtained with common neighbor analysis, based on planar graphs. Further, the EAM for bulk metals is modified to study structures in porous metals. The modification concerns controlled mismatch between overall number density and preferred embedding density. Molecular dynamics simulations are used to follow the phase separation of EAM particles evolving from a homogenous configuration into the porous structure. Evolution of the structure with the time is studied using snapshots of the configurations, volume and surface analysis. The EAM porous structures are applied to study diffusion of a gas of short range attractive and repulsive particles in the porous media. Simulations of the evolution and drain in a single wall single wall of EAM particles with different values of the cohesive and surface energies is also presented.	en
dc.identifier.uri	urn:nbn:de:kobv:83-opus-8826
dc.identifier.uri	https://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/1279
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-982
dc.language	English	en
dc.language.iso	en	en
dc.rights.uri	http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/	en
dc.subject.ddc	530 Physik	en
dc.subject.other	Analyse der gemeinsamen Nachbarn	de
dc.subject.other	Computer-Simulationen	de
dc.subject.other	Elastizität	de
dc.subject.other	Embedded-Atom-Methode	de
dc.subject.other	Festkörperreibung	de
dc.subject.other	Plastizität	de
dc.subject.other	Schaum	de
dc.subject.other	Schwamm	de
dc.subject.other	Common neighbor analysis	en
dc.subject.other	Computer simulations	en
dc.subject.other	Elasticity	en
dc.subject.other	Embedded atom mehod	en
dc.subject.other	Foam	en
dc.subject.other	Plasticity	en
dc.subject.other	Solid friction	en
dc.subject.other	Sponge	en
dc.title	Study of interplay between structure and flow in embedded-atom systems	en
dc.type	Doctoral Thesis	en
dc.type.version	publishedVersion	en
tub.accessrights.dnb	free	*
tub.affiliation	Fak. 2 Mathematik und Naturwissenschaften	de
tub.affiliation.faculty	Fak. 2 Mathematik und Naturwissenschaften	de
tub.identifier.opus3	882
tub.identifier.opus4	889
tub.publisher.universityorinstitution	Technische Universität Berlin	en

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