专家使用杜鹃搜索将新型高熵合金的搜索时间缩短了13000倍

爱荷华州立大学和利哈伊大学的科学家认为，高熵合金计算设计的主要障碍已经消除。艾姆斯实验室(Ames Lab)和里海大学(Lehigh University)机械工程与力学系的工程师们开发了一种流程，该流程可将用于预测性设计的搜索时间减少13,000倍。

Lehigh副教授Ganesh Balasubramanian认为，该团队的研究目标是加快复杂合金的计算建模。他说，可用于在材料仿真模型中创建原子的随机分布的工具已经使用了很多年，并且在快速生成模型方面受到限制。

Balasubramanian说，除了资源密集和缺乏穷举之外，即使采用超级计算技术，为材料模拟生成鲁棒模型所需的时间也很长。现在，该团队通过开发一种称为“布谷鸟搜索”的算法的混合版本，克服了这一障碍，该算法的灵感来自布谷鸟的进化策略。

Balasubramanian说：“达到解决时间的速度不足为奇，但是时间因素的减少(13,000倍)确实令人吃惊”。“完成一天所需的时间，现在可以在几秒钟内完成。该工具可以加快模型生成的速度，而且还可以创建可物理实现的系统，现在可以将其与实验样本进行直接比较。”

这项研究在《自然计算科学》上发表的一篇论文中进行了描述，该论文名为“加速高熵合金的计算模型和设计”。除Balasubramanian外，作者包括：爱荷华州立大学的工程系教授，Ames实验室的系科学家Duane D. Johnson，以及Rahul Singh，Aayush Sharma和Prashant Singh。

高熵合金是通过将相等或相对较大比例的五个或更多元素混合而形成的合金。Balasubramanian特别适用于多主要元素合金，新型材料和高熵合金的超集，这些合金是通过混合大量不同比例的多种元素而形成的合金。它们不同于诸如钢之类的常规合金，后者通常由铁制成。初步研究表明，多主要元素合金具有优异的机械强度和硬度，使其非常适合作为涡轮叶片，医疗植入物，船舶表面和航空零件等部件上的保护涂层。

Balasubramanian说：“我们在此方面的工作目的是优化合金设计，并且由于结果，我们希望它将更好地改变材料的设计实践。”

有许多使用优化的领域，例如股票市场，商业和工程系统设计。Balasubramanian说，当使用材料模拟作为测试平台进行开发时，该计算工具适用于需要优化的任何工作领域。