El método cuántico de definiciones de presión local de planos para potenciales de aprendizaje automático

Área de la Ciencia:

• Física y química computacional; Ciencia de materiales; Mecánica estadística

Sus antecedentes:

• La tensión es vital en ingeniería y modelado molecular.; El tensor de tensión viral es inexacto para fluidos no homogéneos, esencial en dinámica de fluidos y simulaciones de dinámica molecular no de equilibrio (NEMD).

Objetivo del estudio:

• Extender el método de planos (MoP) para el cálculo de tensiones al potencial MACE, un potencial de aprendizaje automático (ML).; Validar el MoP para potenciales MACE en escenarios como la interfaz agua-óxido de zirconio y en condiciones de no equilibrio.

Principales métodos:

• Derivación de la tensión local para el potencial MACE utilizando el marco teórico de Irving y Kirkwood.; Aplicación del método de planos (MoP) a una simulación de interfaz agua-óxido de zirconio.; Demostración de la conservación de la tensión en un volumen de control delimitado por MoP en simulaciones de no equilibrio.

Principales resultados:

• El MoP mide con precisión el equilibrio de fuerzas en la interfaz agua-óxido de zirconio, donde el tensor de tensión viral falla.; La definición de tensión planar es válida lejos del equilibrio, mostrando una conservación exacta en cada paso de tiempo.; El estudio vincula la tensión directamente a las ecuaciones de conservación, demostrando su validez en sistemas NEMD.

Conclusiones:

• El MoP extendido proporciona un método válido y preciso para calcular la tensión en fluidos no homogéneos utilizando potenciales ML.; Este trabajo es fundamental para aplicar ML en NEMD y dinámica de fluidos molecular.; Se proporciona código de código abierto para reproducir resultados y aplicar MoP a sistemas MACE.