A Hybrid GNN-FEM Framework for Phase-Field Fracture Simulation. Physics-Preserving Hybridization for Generalizable Surrogate Modeling
本文提出了一种混合 GNN-FEM 框架,该框架将用于相场更新的图神经网络代理集成到传统的有限元交替步进方案中,从而在保持物理一致性的同时,实现对不同几何形状和条件下具有历史相关性的断裂演化进行高效、准确且泛化性强的模拟。
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凝聚态物理与材料科学的交汇点,正以前所未有的速度重塑我们对物质世界的理解。从超导体到新型电池材料,这一领域致力于探索微观粒子的排列如何决定宏观世界的性能。Gist.Science 在此板块特别关注源自 arXiv 的最新预印本,它们代表了该领域最前沿的突破。
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本文提出了一种混合 GNN-FEM 框架,该框架将用于相场更新的图神经网络代理集成到传统的有限元交替步进方案中,从而在保持物理一致性的同时,实现对不同几何形状和条件下具有历史相关性的断裂演化进行高效、准确且泛化性强的模拟。
本文通过利用动能泛函的下半连续性以及近端映射来恢复 Kohn-Sham 和 Gross-Pitaevskii 方程的交换相关势,建立了一个利用 Moreau-Yosida 正则化密度泛函理论进行周期性系统密度-势反演的理论与数值框架。
通过结合光诱导电子顺磁共振、光学吸收光谱和杂化泛函计算,本研究确定了取代氮位的中性电荷态碳(C)是 AlN 在 2 eV 到 4 eV 之间广泛观察到的亚带隙光学吸收的微观起源。
HEACalculator 是一个开源 Python 工具,通过统一的命令行、图形化和编程接口,简化高熵合金设计过程中的关键热力学描述符计算及固溶体形成规则评估。
本研究采用第一性原理计算,证明了二维 和 单层表现出增强的电子关联效应和交替磁(altermagnetic)基态,其特征在于平带与范霍夫奇异点同时靠近费米能级,且可以通过拉伸应变进行进一步调控。
通过结合扩散量子蒙特卡洛与密度泛函理论,本研究揭示了砷烯多层中的层间耦合具有厚度依赖性而非仅仅由堆叠方式决定,从而导致了从 AA 到类体相 AB 堆叠的结构演变,以及由增强的层间 As p 杂化所驱动的半导体到半金属的转变。
本文提出了一种对二维方格点阵中交错磁性态的新分类,识别出一种独特的“耦合准交错磁性”相,其中层间滑动控制着可逆的非相对论自旋分裂,并利用 Mn2WS4 及其 Janus 衍生物 Mn2WS2Se2 证明了这一机制。
本文展示了 InSb/CdTe 异质结构中高效的面内磁场诱导二次谐波产生以及显著的三次谐波产生,并将这些效应归因于轨道-塞曼修正和德鲁德式电荷动力学,从而为高迁移率材料中的太赫兹频率上转换建立了一条通用途径。
本研究提出了一种改进的线性增强平面波(LAPW)方法,该方法通过一致地构建与哈特里-福克(Hartree-Fock)哈密顿量相匹配的径向基函数与内层轨道,以实现微哈特里(micro-Hartree)级的总能量精度,从而为半导体和绝缘体提供严谨的全电子基准,同时验证了标准半局域方法在相对能量计算方面的实际准确性。
本研究评估了用于在混凝土周期性离散模型中表示宏观裂纹的新型边界条件,发现虽然镶嵌(Tessellation)边界条件能一致地产生定义良好的局部化带,但渗流路径对齐(Percolation-path-aligned)条件会遭受伪多带形成的困扰,且位移跳跃增强的圆形模型有时无法改进标准周期性结果。