报告介绍了两类典型合金组分优化设计中遇到的三个共性优化问题。第一是固溶合金化学无序构型优化，我们发展了相似原子环境方法，将基于有限尺寸超胞的化学无序特征描述问题转化为高维构型空间中的优化问题。第二是原子和晶格结构弛豫优化问题，我们发展了一类非单调下降梯度型优化算法改进了商业软件算法的鲁棒性（收敛性）和效率问题。第三是多组元合金相图热力学模型的多参数优化问题，我们比较了最小二乘算法与马尔可夫链蒙卡采样（MCMC）算法，后者相比前者展现了更好的收敛效率，但仍有较大提升空间。值得注意的是，合金热力学相图及其优化是组分优化设计、热处理控制和服役性能评估等不可或缺的重要数据，是thermocalc和pandat等商业软件（价格不逊于ANSYS等CAE商业软件）的核心。目前，这些商业软件的热力学相图模块主要依赖于实验定参和手动优化。我们集成上述三个问题的研究，研制了第一性原理相图计算与MCMC相图优化的软件AutoCALPHAD，推进了之前数年内进展较慢的极端条件材料优化设计工作，期望通过合作提升核心算法的效能以及自主可控程度。

报告人简介：高兴誉，男，1981年12月出生，2009年在中科院数学与系统科学研究院取得博士学位，北京应用物理与计算数学研究所研究员，主要从事第一性原理算法与极端条件热力学物性模拟研究。发展了避免全局交换通信的并行三位FFT、电子波函数外推阶优化与密度泛函自洽迭代预处理等一系列第一性原理高效算法，将反应堆包壳材料辐照损伤模拟效能较之商业软件VASP提高一个量级；发展了基于相似原子环境的固溶合金构型建模方法，结合平均场势方法，预测多种WQ用合金材料的冲击压缩特性，为精密物态方程建模提供了重要的定参数据。发表论文40余篇，获7项发明专利授权，获全国高性能计算学术年会优秀论文奖和军队科技进步一等奖。目前担任《计算数学》编委、《稀有金属》和《材料开发与应用》青年编委。