Nonlinear dynamic identification of graphene's elastic modulus via reduced order modeling of atomistic simulations

علیرغم تحقیقات نظری متعدد در مورد خواص مکانیکی گرافن، شناسایی دقیق از رفتار مواد آن هنوز بی نظیر است. یک فرضیه برای این عدم قطعیت این است که گرافن به عنوان یک غشای استاتیک نمیتواند اتصال قوی بین مکانیک و ترمودینامیک این ساختار را توصیف کند. بنابراین، روش های مشخصه ای که بر اساس مدل های استاتیک ساخته شده اند، نمی توانند این اثرات را بگیرند. در این مقاله، ما یک روش جدید برای ساخت یک مدل سفارش کاهش یافته برای پویایی غشاهای گرافنی گرمابی پیشنهاد می دهیم. ما الگوریتم تجزیه مناسب متعامد را در پاسخ های زمانی به دست آمده از شبیه سازی های پویایی مولکولی اعمال می کنیم. در نتیجه، مجموعه ای از حالت های متعامد بدست می آید که سپس برای ساخت یک مدل سفارش کاهش یافته استفاده می شود. مدل پیشنهادی می تواند به طور دقیق حرکت حرکت غشاء گرافن را در کل حوزه مکانی توصیف کند. علاوه بر این، با توجه به کارایی محاسباتی آن، برای بررسی پویایی غیر خطی سیستم، همه کاره است. سپس این مدل برای مطالعه پویایی غیر خطی غشاهای گرافنی در دامنه های بزرگ برای استخراج مولفه یانگ استفاده می شود. مدول یانگ بدست آمده شامل اثرات موجهای پویای ناشی از حرارتی ناشناخته است و از این رو وابستگی دما و اندازه دارد. روش پیشنهادی پیشنهاد شده اتمیستی مدالیته، یک چارچوب برای مطالعه پویایی و استخراج خواص مکانیکی دیگر نانو ساختارها در سطح مولکولی است.