Literaturrecherche zur Phase-Field-Crystal (PFC) Methode und initiale Implementierungen zur Leerstellenbewegung

Phase-Field-Crystal-Modelle (PFC) schließen methodisch die Lücke zwischen atomistischer Molekulardynamik (MD) und klassischen Kontinuums-Phasenfeldmodellen, indem sie atomare Periodizität über lange Zeiträume effizient abbilden. Die Kristallstruktur wird dabei durch ein freies Energiepotential beschrieben, das durch periodische Dichtefelder minimiert wird. Auf diese Weise werden Gitterperiodizität sowie elastische und plastische Verzerrungen konsistent erfasst und Defekte erscheinen als lokale Abweichungen des eingeführten Dichtefelds.

Im Rahmen dieser Bachelorarbeit ist ein strukturierter Literaturüberblick zu PFC mit Schwerpunkt Defektdynamik/Leerstellenbewegung und eine kleine, nachvollziehbare Teststudie auf Basis bereitgestellter Codes durchzuführen. Der Output umfasst eine kurze Orientierung für künftige Arbeiten sowie ein lauffähiges, dokumentiertes Minimalbeispiel.

[1] Z. Chen et al. Phase-field crystal method for multiscale microstructures with cubic term. Mater. Today Commun., 29 (2021)

Aufgaben:
•    Literaturrecherche zu PFC-Grundlagen und Defektdarstellung (mit Fokus Leerstellen)
•    Sichtung und Inbetriebnahme bereitgestellter PFC-Beispiele (MATLAB-Codes)
•    optional: Übersetzung der Codes in z.B. Python
•    Durchführung einer kleinen Demo (z. B. Defekt/„Leerstelle-ähnliches“ Szenario); Protokoll von Setup, Parametern und Beobachtungen.
•    Reproduzierbare Ablage (Skripte/Notebooks) und Abschlussdokumentation

Was Sie mitbringen sollen:
•    Interesse an Festkörpermechanik und gekoppelten Problemstellungen
•    Programmiererfahrung (mit einer beliebigen Programmiersprache) vorteilhaft

Was wir Ihnen bieten:
•    Intensive Betreuung am Institut
•    Einarbeiten in numerische Algorithmen und Anwenden von theoretischem Wissen

Beginn: ab sofort möglich

Kontakt: Dipl.-Ing. Dr.techn. Kevin Pendl BSc kevin.pendl@tugraz.at