Компьютерное моделирование структуры жидкого и аморфного кремнезема с использованием методологии активного машинного обучения
Аннотация
Объект исследования – методология создания межчастичных потенциалов машинного обучения для компьютерного моделирования материалов.
Цель работы – разработка эффективной процедуры создания межатомных потенциалов, способных адекватно описывать структурные и динамические характеристики жидкого и аморфного кремнезема, с помощью методики активного машинного обучения.
Методы исследования – первопринципные квантово-механические расчеты, классическая молекулярная динамика, методы машинного обучения
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы в программном пакете MLIP было создано несколько версий межатомных потенциалов машинного обучения, была проверена их точность и вычислительная эффективность при моделировании жидких и аморфных структур на примере системы диоксида кремния. Для системы кремнезема были рассчитаны некоторые структурные и динамические параметры – радиальная функция распределения, автокорреляционная функция скорости, функция распределения угла связи, функция нейтронного рассеяния.
В результате работы был разработан потенциал, позволяющий достичь ab initio точности в описания структурных и динамических свойств жидкого кремнезема при меньших на четыре порядка вычислительных затратах. Потенциал также позволяет удовлетворительно описать структуру аморфного кремнезема на уровне парных корреляций.
Цель работы – разработка эффективной процедуры создания межатомных потенциалов, способных адекватно описывать структурные и динамические характеристики жидкого и аморфного кремнезема, с помощью методики активного машинного обучения.
Методы исследования – первопринципные квантово-механические расчеты, классическая молекулярная динамика, методы машинного обучения
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы в программном пакете MLIP было создано несколько версий межатомных потенциалов машинного обучения, была проверена их точность и вычислительная эффективность при моделировании жидких и аморфных структур на примере системы диоксида кремния. Для системы кремнезема были рассчитаны некоторые структурные и динамические параметры – радиальная функция распределения, автокорреляционная функция скорости, функция распределения угла связи, функция нейтронного рассеяния.
В результате работы был разработан потенциал, позволяющий достичь ab initio точности в описания структурных и динамических свойств жидкого кремнезема при меньших на четыре порядка вычислительных затратах. Потенциал также позволяет удовлетворительно описать структуру аморфного кремнезема на уровне парных корреляций.