На основе анализа современного состояния свободно распространяемых программных средств микроскопического атомистического, мезоскопического кинетического и макроскопического континуального моделирования радиационных эффектов в НПК ВИЭРТ сформирован комплекс программ многоуровневого компьютерного моделирования радиационно-стимулированных изменений структуры материалов и эволюции их поверхности под облучением.


Рисунок 1 – Диаграмма пространственно-временных масштабов многоуровневого моделирования и соответствующих методов и моделей
Программный комплекс (см. Рис. 2) состоит из пакетов молекулярно-динамического моделирования Sandia LAMMPS, кинетического Монте-Карло моделирования Sandia SPPARKS и моделирования методом конечных элементов FreeFEM++. Он интегрирован с оригинальными кодами НПК ВИЭРТ RaT 3.1 и MICKSER моделирования переноса излучения в веществе и расчетов первичного радиационного повреждения материалов, а также предусматривает интеграцию с пакетами первопринципного ab initio моделирования NWChem и CP2K.

Рисунок 2 – Схема созданного в НПК ВИЭРТ программного комплекса для многоуровневого моделирования радиационного воздействия на материалы
Созданный программный комплекс предполагается применить для согласованного по входным/выходным данным многоуровневого моделирования



В 2016 г. программный комплекс и методика его использования были отработаны на актуальном практическом примере многоуровневого моделирования процессов плазмохимического синтеза графана — нового функционального наноматериала на основе графена.