[發(fā)明專利]一種氮化物基高溫透波材料微波介電函數(shù)的計算方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202210464709.1 | 申請日： | 2022-04-29 |
| 公開（公告）號： | CN114970322A | 公開（公告）日： | 2022-08-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 楊家躍;李志強(qiáng);張敬義;譚曉瑜;段忻磊 | 申請（專利權(quán)）人： | 山東大學(xué) |
| 主分類號： | G06F30/27 | 分類號： | G06F30/27;G16C10/00;G06F119/14 |
| 代理公司： | 青島華慧澤專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37247 | 代理人： | 姜英昌 |
| 地址： | 250013 山*** | 國省代碼： | 山東;37 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 氮化物 高溫 材料 微波 函數(shù) 計算方法 | ||
1.一種氮化物基高溫透波材料微波介電函數(shù)的計算方法，其特征在于：包括如下步驟：
步驟1，構(gòu)建初始訓(xùn)練集：通過第一性原理分子動力學(xué)分別模擬氮化物在高溫狀態(tài)下結(jié)構(gòu)演化過程，并記錄過程中的原子軌跡、受力、能量信息；
步驟2，結(jié)合深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對步驟1所得的原子軌跡、受力、能量信息進(jìn)行訓(xùn)練擬合出高溫下的深度學(xué)習(xí)勢；
步驟3，深度學(xué)習(xí)分子動力學(xué)模擬：基于步驟2中的深度學(xué)習(xí)勢進(jìn)行分子動力學(xué)模擬，得到偶極矩自相關(guān)函數(shù)；
步驟4，介電函數(shù)計算：根據(jù)步驟3所得到的偶極矩自相關(guān)函數(shù)計算弛豫時間，根據(jù)弛豫時間計算氮化物高溫介電函數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化物基高溫透波材料微波介電函數(shù)的計算方法，其特征在于，所述步驟1的具體步驟為：
步驟1.1，選擇合適的氮化物晶胞結(jié)構(gòu)，并根據(jù)研究體系對晶胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)胞操作；
步驟1.2，選擇Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno(BFGS)算法對氮化物初始結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化；
步驟1.3，設(shè)置時間步數(shù)和步長進(jìn)行對應(yīng)溫度條件下的分子動力學(xué)模擬，模擬過程中記錄體系原子的能量，軌跡以及受力信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化物基高溫透波材料微波介電函數(shù)的計算方法，其特征在于，所述步驟2進(jìn)行訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)勢時，將步驟1中的原子位置信息映射到化學(xué)描述符信息中，其中化學(xué)描述符的具體公式為：
其中，表示描述符，Rij表示環(huán)境矩陣，xij表示x軸局部坐標(biāo)值，yij表示y軸局部坐標(biāo)值，zij表示z軸局部坐標(biāo)值，Rcs表示光滑截斷半徑，Rc表示截斷半徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氮化物基高溫透波材料微波介電函數(shù)的計算方法，其特征在于，所述描述符的上標(biāo)β為描述因子，可以取0、1、2、3，當(dāng)β＝0時，只有徑向信息，當(dāng)β＝0、1、2、3表示進(jìn)行包含完整徑向和角度信息模型的訓(xùn)練。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化物基高溫透波材料微波介電函數(shù)的計算方法，其特征在于，所述步驟3的具體過程包括：
步驟3.1，對整個系統(tǒng)在指定溫度下進(jìn)行熱力學(xué)弛豫，在該溫度下收集系統(tǒng)的偶極矩自相關(guān)函數(shù)；
步驟3.2，指定不同溫度，重復(fù)步驟3.1，得到不同溫度下的偶極矩自相關(guān)函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化物基高溫透波材料微波介電函數(shù)的計算方法，其特征在于，所述步驟4具體包括：
步驟4.1，根據(jù)偶極矩自相關(guān)函數(shù)公式(1)計算不同溫度下的弛豫時間，公式(1)如下所示：
C(t)＝cos(2πωt)e-t/τ (1)
其中，C(t)表示偶極矩自相關(guān)函數(shù)，ω表示頻率，t表示時間，τ表示弛豫時間；
根據(jù)公式(1)計算得到的不同溫度條件下的弛豫時間帶入公式(2)中得到氮化物基高溫透波材料微波介電函數(shù)，公式(2)如下所示：
其中，ε*表示相對介電函數(shù)，ε∞表示高頻介電常數(shù)，εs表示靜態(tài)介電常數(shù)，ω表示交流電場的角頻率，τ表示弛豫時間，i表示虛數(shù)單位，a表示修正因子，為介于0和1之間的常數(shù)。
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