Uncertainty Quantification in Multiscale Simulation of Materials: A Prospective
Source abstract
Abstract
Simulation has long since joined experiment and theory as a valuable tool to address materials problems. Analysis of errors and uncertainties in experiment and theory is well developed; such analysis for simulations, particularly for simulations linked across length scales and timescales, is much less advanced. In this prospective, we discuss salient issues concerning uncertainty quantification (UQ) from a variety of fields and review the sparse literature on UQ in materials simulations. As specific examples, we examine the development of atomistic potentials and multiscale simulations of crystal plasticity. We identify needs for conceptual advances, needs for the development of best practices, and needs for specific implementations.
Source: crossref · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Machine Learning in Materials Science · Probabilistic and Robust Engineering Design · Model Reduction and Neural Networks
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Department of Materials Science and Engineering, University of Florida, Gainesville, Florida 32611;
Department of Materials Science and Engineering, Iowa State University, Ames, Iowa 50011
References (88)
Show source-provided references
1. 10.1038/nature0330110.1038/nature03301 ↗
2. 10.1038/nature0277110.1038/nature02771 ↗
3. 10.1016/j.compstruc.2007.05.04110.1016/j.compstruc.2007.05.041 ↗
4. 10.1115/1.400325910.1115/1.4003259 ↗
5. 10.1097/01.ede.0000072106.65262.ae10.1097/01.ede.0000072106.65262.ae ↗
6. 6. Pollock TM, Allison JE, Backman DG, Boyce MC, Gersh M, et al. 2008.Integrated computational materials engineering: a transformational discipline for improved competitiveness and national security. Rep. 0-309-11999-5, Natl. Mater. Advis. Board, Natl. Acad. Eng., Washington, DC
7. 10.1126/science.277.5330.123710.1126/science.277.5330.1237 ↗
8. 10.1007/s10820-008-9100-610.1007/s10820-008-9100-6 ↗
9. 10.1007/s11051-006-9090-910.1007/s11051-006-9090-9 ↗
10. 10.1016/j.cad.2012.06.00610.1016/j.cad.2012.06.006 ↗
11. 10.1017/CBO978051176039610.1017/CBO9780511760396 ↗
12. 10.1016/S0951-8320(96)00067-110.1016/S0951-8320(96)00067-1 ↗
13. Raabe D · 2004 · 61
14. 10.1016/j.cpc.2009.07.00710.1016/j.cpc.2009.07.007 ↗
15. Aster RC · 2013
16. 10.1016/j.cma.2011.03.01610.1016/j.cma.2011.03.016 ↗
17. 10.1002/j.1538-7305.1948.tb01343.x10.1002/j.1538-7305.1948.tb01343.x ↗
18. 18. Huygens C. 1673.Horologium Oscillatorium.Transl. I Bruce, athttp://www.17centurymaths.com/contents/huygenscontents.html
19. Walker J · 2008
20. 10.1119/1.1470310.1119/1.14703 ↗
21. Dubois D · 2010 · 85
22. 10.1103/PhysRev.106.62010.1103/PhysRev.106.620 ↗
23. 10.1093/0198248601.001.000110.1093/0198248601.001.0001 ↗
24. 10.1007/s11155-006-9024-310.1007/s11155-006-9024-3 ↗
25. 10.1016/S0951-8320(96)00071-310.1016/S0951-8320(96)00071-3 ↗
26. 10.1016/S0019-9958(65)90241-X10.1016/S0019-9958(65)90241-X ↗
27. 10.1007/978-3-540-89924-210.1007/978-3-540-89924-2 ↗
28. 10.1007/978-1-4899-3472-710.1007/978-1-4899-3472-7 ↗
29. Shafer G · 197610.1515/9780691214696 ↗
30. 10.1080/15598608.2009.1041190810.1080/15598608.2009.10411908 ↗
31. 10.1016/0004-3702(95)00009-710.1016/0004-3702(95)00009-7 ↗
32. 10.1016/j.cemconcomp.2012.02.01410.1016/j.cemconcomp.2012.02.014 ↗
33. 10.1016/j.commatsci.2011.11.03510.1016/j.commatsci.2011.11.035 ↗
34. 10.1214/ss/117701342710.1214/ss/1177013427 ↗
35. Ghanem R · 2003
36. 10.1137/S106482750342774110.1137/S1064827503427741 ↗
37. Sivia D · 200610.1093/oso/9780198568315.001.0001 ↗
38. 10.1016/j.jcp.2006.10.01010.1016/j.jcp.2006.10.010 ↗
39. 10.1016/j.jcp.2008.11.02410.1016/j.jcp.2008.11.024 ↗
40. 10.1103/PhysRevLett.93.16550110.1103/PhysRevLett.93.165501 ↗
41. 10.1063/1.354506910.1063/1.3545069 ↗
42. 10.1103/PhysRevLett.95.21640110.1103/PhysRevLett.95.216401 ↗
43. 10.1002/jcc.2172410.1002/jcc.21724 ↗
44. 10.1137/10080590X10.1137/10080590X ↗
45. 10.1007/11758549_7310.1007/11758549_73 ↗
46. 10.1061/(ASCE)0733-9399(2001)127:6(557)10.1061/(ASCE)0733-9399(2001)127:6(557) ↗
47. Saltelli A · 2000
48. Jolliffe IT · 2002
49. 10.1146/annurev.matsci.38.060407.13021710.1146/annurev.matsci.38.060407.130217 ↗
50. 10.1021/j100177a00610.1021/j100177a006 ↗
51. Box GEP · 2005
52. 10.1002/jcc.1027310.1002/jcc.10273 ↗
53. 10.1021/cr040659d10.1021/cr040659d ↗
54. 10.1016/j.nds.2008.11.01010.1016/j.nds.2008.11.010 ↗
55. 10.1016/j.jspi.2009.08.00610.1016/j.jspi.2009.08.006 ↗
56. 10.1016/j.csda.2004.05.03210.1016/j.csda.2004.05.032 ↗
57. 10.1016/S0169-7161(96)13030-310.1016/S0169-7161(96)13030-3 ↗
58. 10.1021/jp984217f10.1021/jp984217f ↗
59. 10.1524/zpch.1995.190.Part_2.28910.1524/zpch.1995.190.Part_2.289 ↗
60. 10.1524/zpch.1996.194.Part_2.26310.1524/zpch.1996.194.Part_2.263 ↗
61. 10.1063/1.46444710.1063/1.464447 ↗
62. 10.1021/j100068a03410.1021/j100068a034 ↗
63. 10.1021/jp053886810.1021/jp0538868 ↗
64. 10.1016/0039-6028(96)00816-310.1016/0039-6028(96)00816-3 ↗
65. 10.1103/PhysRevB.46.272710.1103/PhysRevB.46.2727 ↗
66. 10.1080/0141861840824421010.1080/01418618408244210 ↗
67. 10.1016/j.calphad.2010.10.00710.1016/j.calphad.2010.10.007 ↗
68. 10.1115/1.400353710.1115/1.4003537 ↗
69. 10.1115/1.400515410.1115/1.4005154 ↗
70. 10.1016/j.jcp.2009.01.00610.1016/j.jcp.2009.01.006 ↗
71. 10.1016/j.jcp.2010.01.03310.1016/j.jcp.2010.01.033 ↗
72. 10.1016/j.jcp.2011.03.00110.1016/j.jcp.2011.03.001 ↗
73. 10.1137/11084440410.1137/110844404 ↗
74. 10.1016/j.jcp.2010.01.03310.1016/j.jcp.2010.01.033 ↗
75. 10.1002/nme.257810.1002/nme.2578 ↗
76. 10.1007/s00466-008-0267-110.1007/s00466-008-0267-1 ↗
77. 10.1016/j.compstruc.2009.05.00910.1016/j.compstruc.2009.05.009 ↗
78. 10.1007/s00161-011-0188-710.1007/s00161-011-0188-7 ↗
79. 10.1002/nme.257810.1002/nme.2578 ↗
80. 10.1007/s11837-011-0056-810.1007/s11837-011-0056-8 ↗
81. 10.1007/s11837-011-0188-x10.1007/s11837-011-0188-x ↗
82. 10.1016/j.commatsci.2009.08.01010.1016/j.commatsci.2009.08.010 ↗
83. 10.1016/j.commatsci.2010.01.00110.1016/j.commatsci.2010.01.001 ↗
84. 10.1145/384192.38419310.1145/384192.384193 ↗
85. 10.1016/0020-7225(84)90105-810.1016/0020-7225(84)90105-8 ↗
86. 10.1016/j.ress.2010.11.01110.1016/j.ress.2010.11.011 ↗
87. 10.1007/s00158-008-0234-710.1007/s00158-008-0234-7 ↗
88. Bulatov V · 200610.1093/oso/9780198526148.001.0001 ↗