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  5. A data-driven strategy for phase field nucleation modeling
 
  • Details
2024
Zweitveröffentlichung
Artikel
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A data-driven strategy for phase field nucleation modeling

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Hauptpublikation
41529_2024_Article_529.pdf
CC BY 4.0 International
Format: Adobe PDF
Size: 2.56 MB
TUDa URI
tuda/13175
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-292513
DOI
10.26083/tuprints-00029251
Autor:innen
Hu, Yang
Wang, Kai ORCID 0000-0001-8238-8608
Spatschek, Robert
Kurzbeschreibung (Abstract)

We propose a data-driven strategy for parameter selection in phase field nucleation models using machine learning and apply it to oxide nucleation in Fe-Cr alloys. A grand potential-based phase field model, incorporating Langevin noise, is employed to simulate oxide nucleation and benchmarked against the Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov model. Three independent parameters in the phase field simulations (Langevin noise strength, numerical grid discretization and critical nucleation radius) are identified as essential for accurately modeling the nucleation behavior. These parameters serve as input features for machine learning classification and regression models. The classification model categorizes nucleation behavior into three nucleation density regimes, preventing invalid nucleation attempts in simulations, while the regression model estimates the appropriate Langevin noise strength, significantly reducing the need for time-consuming trial-and-error simulations. This data-driven approach improves the efficiency of parameter selection in phase field models and provides a generalizable method for simulating nucleation-driven microstructural evolution processes in various materials.

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Mechanik Funktionaler Materialien
DDC
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
npj Materials Degradation
Jahrgang der Zeitschrift
8
ISSN
2397-2106
Verlag
Springer Nature
Ort der Erstveröffentlichung
London
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2024
Verlags-DOI
10.1038/s41529-024-00529-8
PPN
534313701
Artikel-ID
109

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