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申请/专利权人：北京应用物理与计算数学研究所

摘要：本发明提供了金属液相物态方程的快速计算方法及电子设备；其中，该方法包括：基于金属的固体结构和固相Helmholtz自由能建立熔化方程，所建立的熔化方程考虑金属固体结构的不同以及不同的Grüneisen系数理论模型对高压熔化线的影响，提高了熔化线预估的置信度；此外，对目标方程进行自洽场迭代求解，得到作为待定量的液相冷能函数；在自洽场迭代求解中，采用多步混合方案实现液相冷能函数的修正，相比于现有技术中采用单步方案，加速了自洽场迭代收敛；以及，采用特定的冷能物态方程模型对该修正进行拟合得到新的液相冷能函数，避免了液相冷能函数在自洽场迭代中出现非物理行为，从而提高了金属液相物态方程的计算精度和效率。

主权项：1.一种金属液相物态方程的快速计算方法，所述液相物态方程为： 其中，上标l代表液相，FlV,T为依赖于体积V和温度T的液相Helmholtz自由能，为液相冷能函数，为离子项，为电子项，-0.8kBT为熔化熵，kB为玻尔兹曼常数；其特征在于，所述液相冷能函数作为待定量，其确定步骤包括：基于该金属已知的固相Helmholtz自由能和该金属的固体结构建立熔化方程，求解所述熔化方程以确定熔化线，并计算该熔化线上的固相Gibbs自由能；基于所述熔化线上固相、液相Gibbs自由能相等的条件以及Gibbs自由能GP,T与Helmholtz自由能FV,T的关系GP,T＝FV,T+PV，建立待求解的目标方程；其中，所述目标方程用于表征所述固相Gibbs自由能和所述液相Gibbs自由能之间的自由能差值与液相冷能函数的对应关系，P为压强；对所述目标方程进行自洽场迭代求解，得到所述作为待定量的液相冷能函数；其中，在每个迭代步，从当前迭代步求得的当前液相冷能函数出发，计算所述熔化线上任一熔点处的当前液相熔化体积和当前液相Gibbs自由能，从而得到所述熔化线上的当前Gibbs自由能差值ΔGP,TmP＝GsP,TmP－GlP,TmP，其中，上标s表示固相，TmP为依赖于压强P的熔化温度；以及，基于当前ΔG及之前迭代步的历史信息对当前液相冷能函数进行限于固相熔化体积区间内的修正，再基于该修正得到用于新迭代步的液相冷能函数，进入下一个迭代步；判断当该ΔG的模小于预设收敛阈值时，迭代终止并输出此时的液相冷能函数作为所述作为待定量的液相冷能函数；在上述自洽场迭代求解的所述修正中，采用混合已有迭代步的输入、输出的方式，得到第一更新液相冷能函数；以及进一步拟合所述第一更新液相冷能函数得到第二更新液相冷能函数，并以所述第二更新液相冷能函数作为所述用于新迭代步的液相冷能函数；其中，采用混合多个已有迭代步的输入、输出的方式，得到所述第一更新液相冷能函数；和或，对所述固相熔化体积区间内的局部修正所对应的所述第一更新液相冷能函数进行拟合，得到所述第二更新液相冷能函数。

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