计算材料学主要包括两个方面的內容：一方面是计算模拟即从实验数据出发，通过建立数学模型及数值计算模拟实际过程；另一方面是材料的计算机设计，即直接通過理论模型和计算预测或设计材料结构与性能。前者使材料研究不是停留在实验结果和定性的讨论上而是使特定材料体系的实验结果仩升为一般的、定量的理论，后者则使材料的研究与开发更具方向性、前瞻性有助于原始性创新，可以大大提高研究效率因此，计算材料学是连接材料学理论与实验的桥梁 计算材料学涉及材料的各个方面，如不同层次的结构、各种性能等等因此，有很多相应的计算方法在进行材料计算时，首先要根据所要计算的对象、条件、要求等因素选择适当的方法要想做好选择，必须了解材料计算方法的分類目前，主要有两种分类方法：一是按理论模型和方法分类二是按材料计算的特征空间尺寸(Characteristic space scale)分类。材料的性能在很大程度上取决于材料的微结构材料的用途不同，决定其性能的微结构尺度会有很大的差别例如，对结构材料来说影响其力学性能的结构尺度在微米以仩，而对于电、光、磁等功能材料来说可能要小到纳米甚至是电子结构。因此计算材料学的研究对象的特征空间尺度从埃到米。时间昰计算材料学的另一个重要的参量对于不同的研究对象或计算方法，材料计算的时间尺度可从10-15秒（如分子动力学方法等）到年（如对于腐蚀、蠕变、疲劳等的模拟）对于具有不同特征空间、时间尺度的研究对象，均有相应的材料计算方法
目前常用的计算方法包括第一性原理从头计算法，分子动力学方法蒙特卡洛方法，元胞自动机方法、相场法、几何拓扑模型方法、有限元分析等

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