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Simcenter Culgi 計算化學軟體
【Simcenter Culgi】軟性材料熱力學與流變性質估算的數值分析解決方案 Computational Solutions for Thermodynamics & Rheological
Simcenter Culgi 產品摘要說明
在化學和工藝行業中，利用CAE工程模擬軟體篩選早期開發的新材料是促進創新的關鍵。使用 Simcenter Culgi 有助於產品開發和材料科學家們在工程模擬軟體上從構思到流程開發設計具有所需性能的新材料。 Simcenter Culgi 計算化學軟體幫助您涵蓋化學多尺度模擬的所有方面，因此科學家們可以在宏觀層面和分子層面上模擬與材料和流程相關的所有性質。 公司可以利用該產品加速領域，如特種化學品、能源儲存、制藥、個人護理和化妝品等材料開發。
利用Simcenter Culgi，產品開發和材料科學家可以在完整的生命周期中設計具有所需性能的新材料：從構思到在數位化平台上進行流程開發。Simcenter Culgi是西門子Xcelerator流程平台中軟體、硬體和服務的一部分。
Simcenter Culgi 產品特點
內建多種配方公式
借助Simcenter Culgi 計算化學軟體，您可以使用此工具準確地模擬配方公式的性能。利用完整的工具套件，能夠在各個尺度上模擬複雜混合物，從設計到生產，預測真實應用中的化學和物理性能。
1. 多相系統(Multiphase systems)
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您可以利用Simcenter Culgi 及其強大的粗粒度實現進行多相建模。利用自動參數化和粗粒度應用。開發數十種不同分子的複雜模型。利用界面的多功能性快速創建複雜的多相系統，並解決其質量和性能問題。深入研究各種系統的穩定性，從簡單的微乳到最複雜的脂質體配置。 |
2. 聚合物(Polymers)
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Simcenter Culgi 包含您所需的所有工具，可通過多尺度建模輕鬆自動地設計任何類型的聚合物配方的數字孿生模型。從原子水平的結晶和反應到相分離聚合物混合物的形態學，計算各種尺度上的聚合物性質。使用計算設計優化配方，其中大量聚合物組合使用高性能計算自動篩選所需的性能。 |
3. Solutions
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不斷變化的法規和新發現通常迫使工程師重新開發配方，特別是在個人護理行業中。正確評估新解決方案的穩定性、效率和毒性是一項複雜且昂貴的任務。利用這個解決方案和完整的平台快速開發和測試新的配方。使用自動參數化和分子生成器設計和建模創新解決方案，以應對變化並探索化學空間。 |
多尺度建模(Multiscale modeling)
在當今快節奏的環境中，通過使用Simcenter Culgi計算化學軟體，覆蓋整個材料尺度層次，實現材料創新。這個解決方案涵蓋了從量子到分子和粗粒度建模到信息學和熱力學的計算化學的所有方面。通過腳本化工作流運行逼真的模型進行模擬，促進從量子模型到連續體層面的參數數據流。這與全面的計算庫結合，確保物理參數被準確地推導出來，並且能夠在所有長度和時間尺度上實現材料創新。
1. Coarse-grained simulations (粗粒度分析)
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憑藉其無與倫比的介觀建模套件，Simcenter Culgi為您提供了一種獨特的方式來模擬複雜的聚合物系統。利用相場模型，您可以優化或發現混合物和配方的新型配方。您可以使用圖形化編程環境來創建和研究複雜的分子結構，以了解它們在系統中的擴散和分佈，從而改善生產。 |
2. Mesoscopic modeling (介觀建模)
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透過整合自動映射和參數化算法，您可以應用該解決方案來模擬納米和微結構化的化學系統。無需設計粗粒度模型，您可以快速篩選出新型配方或材料，以降低研發成本並加速創新。您可以使用Simcenter Culgi計算化學解決方案覆蓋從布朗運動到耗散粒子動力學dissipative particle dynamics（DPD）等常見的粗粒度建模工具。您還可以利用模擬反應性和帶電系統，而無需進行大量的力場開發，進一步增強研發流程。 |
3. Molecular dynamics (分子動力學)
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利用這個解決方案，通過利用豐富的分子動力學算法套件，設計您自己的工作流程或力場。無論是通過導入之前製作的模擬還是開發您自己的模擬，您都可以設計和開發新型材料，包括聚合物、化學品、配方等。利用分子動力學套件自動開發您自己的力場。以高精度定制解決方案以滿足您的特定需求。 |
4. Quantum chemistry (量子化學)
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使用Simcenter Culgi ，通過強大的量子化學解決方案，在短時間內設計出新型分子。Simcenter Culgi結合從頭開始的方法，為您提供了一個完整的量子化學平台，幫助您理解系統的基本相互作用，同時開發創新材料。它包括NWChem套件，可以模擬固體和分子的量子行為，讓您深入了解系統的納米尺度，並了解與電子材料結構相關的性質。 |
Applications (應用案例)
1. 電子和半導體 – 奈米晶片製造Electronics and semiconductors – Nanochip manufacturing
挑戰：隨著奈米晶片電路的不斷縮小，它們變得更容易出現缺陷，使它們不太可靠並降低了性能。
解決方案：採用此解決方案來研究奈米晶片成型過程中聚合物的自組裝。
好處：設計更可靠和創新的奈米晶片，在成型之前早期了解並降低缺陷。優化設計，減少缺陷率20％。
2. 消費品和零售 – 食品包裝 Consumer products and retail – Food packaging
挑戰：製作新型的環保包裝，同時不漏水，符合食品法規，是一個複雜且昂貴的任務。
解決方案：應用Simcenter Culgi數字孿生技術來開發具有所需性能和尊重食品法規的創新包裝。
好處：使用數字孿生技術節省時間和成本，更快地開發創新的新型包裝及獲得食品監管機構（REACH）的批准。
3. 汽車和交通 – 儀表板的耐用性Automotive and transportation – Dashboard robustness
挑戰：具有高剛度的塑料材料通常對斷裂和衝擊具有較低的抵抗力。儀表板和保險槓應既堅硬又耐用。
解決方案：利用該產品來探索設計空間，尋找最佳的剛度和耐用性性能，識別新的聚合物配方。
好處：提高實驗測試效率，加速新材料和工藝的設計及提供更安全和更高效的車輛。
更多Simcenter Culgi 案例與產品資訊請參考兆水科技官方Youtube頻道
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