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재료 모델링

2의 한국어 분석 — 최신순으로 정렬했어요

재료공학발표 2026.09· 0

딥러닝 시계열 모델 활용한 결정립 성장 예측

결정립 성장은 재료의 기계적 거동에 큰 영향을 미치므로, 미세구조 공학에서 결정립 성장을 예측하는 것은 핵심 목표입니다. 본 연구에서는 결정립 성장 중 결정립 크기 분포를 예측하기 위해 순환 신경망(RNN), 장단기 기억(LSTM), 시간 컨볼루션 네트워크(TCN), 트랜스포머를 포함한 여러 딥러닝 접근법을 평가했습니다. 계산 비용이 높은 전장 시뮬레이션 대신, 검증된 고정밀 시뮬레이션에서 추출한 정규화된 평균장 통계 기술자를 활용했습니다. 112개의 결정립 성장 시퀀스 데이터셋을 다변량 시계열로 처리하여, 짧은 시간 이력으로부터 미세구조 진화를 예측할 수 있는 자기회귀 모델을 훈련했습니다. 장기 예측, 미지의 초기 분포, 공간 영역 전이 등 모든 평가 시나리오에서 LSTM 아키텍처는 가장 높은 정확도와 안정성을 일관되게 보여주었으며, 약 90%의 예측 정확도를 달성하면서 물리적으로 일관된 결정립 성장 경향을 유지했습니다. 훈련된 모델은 최적화된 고효율 편미분 방정식 기반 시뮬레이션이 약 20분 걸리는 것에 비해 단 몇 초 만에 전체 결정립 성장 궤적을 생성하여 두 자릿수 이상의 속도 향상을 이루었습니다. 이 결과는 저차원 기술자와 LSTM 기반 예측의 결합이 효율적이고 물리적으로 일관된 미세구조 예측에 잠재력이 있음을 보여줍니다. 이는 재료 모델링 가속화, 디지털 트윈 개발, 공정 최적화에 직접적인 영향을 미칠 것입니다.

재료공학발표 2026.09· 1최근 1년 1

고체 석출 위한 머신러닝 원자간 포텐셜

머신러닝 원자간 포텐셜(MLIP)은 다양한 원자 현상 모델링에 활용되지만, 고체상 변태를 정확히 포착하도록 매개변수화하는 데는 어려움이 있습니다. 본 연구는 다성분 합금의 석출 모델링을 위한 MLIP 매개변수화를 효율화하고자 오류 측정 기준과 데이터 생성 방안을 제시합니다. 우리는 서로 다른 모결정 구조의 화학적 배열을 연결하는 대칭적으로 구별되는 변태 경로를 열거하는 알고리즘을 개발했습니다. 또한, 저온 열역학 예측에서 MLIP의 정확도를 정량화하기 위한 지표로 가중 켄달-타우 계수와 그 준-준정준 앙상블 일반화를 도입했습니다. 이러한 접근법을 희석 Mg-Nd 합금의 MLIP 매개변수화에 적용한 결과, 실험에서 관찰된 복잡한 초기 단계 석출 거동을 성공적으로 재현했습니다. 대규모 원자 시뮬레이션은 질서-무질서 변태와 구조 변태 간의 경쟁을 보여주었습니다. 나아가, 이 결과는 시효 열처리 동안 고대칭의 hcp 및 bcc 결정 구조 사이의 연속적인 전이가 일어남을 시사합니다. 본 연구는 MLIP를 이용한 고체상 변태 모델링의 정확도를 높이는 데 기여할 것입니다.

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