Национальный научный центр
Харьковский физико-технический институт

главная ННЦ ХФТИ | english |
Научно-производственный комплекс
Возобновляемые источники энергии и ресурсосберегающие технологии (НПК ВИЭРТ)

Методология и комплекс программ многоуровневого моделирования радиационного воздействия на материалы

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.

 Многоуровневое моделирование (Multi-Scale Modeling & Simulation, MSMS, см. Рис. 1) — это согласованное последовательное математическое моделирование неравновесных эволюционных процессов на различных структурных уровнях и пространственно-временных масштабах их протекания. Во множестве своих приложений оно последовательно выявляет связь между фундаментальными механизмами, сосредоточенными в происходящих на микроуровне элементарных процессах, и решением прикладных проблем относительно описания и предсказания поведения больших макроскопических систем.

Диаграмма пространственно-временных масштабов многоуровневого моделирования и соответствующих методов и моделей
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.

Схема созданного в НПК ВИЭРТ программного комплекса для многоуровневого моделирования радиационного воздействия на материалы
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

 радиационного повреждения перспективных материалов реакторов нового (IV) поколения под имитирующем их реакторное облучение облучением заряженными частицами на ускорителях ионов и электронов ННЦ ХФТИ;

 коррозии и окисления материалов под облучением в агрессивных средах;

 процессов ионной имплантации и ионно-плазменных методов модификации поверхности и синтеза новых функциональных материалов.

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.
  2008- © НПК ВИЭРТ
| главная ННЦ ХФТИ | english | карта сайта | контакты |
НПК ВИЭРТ: Украина, 61108,
г.Харьков, ул. Академическая, 1
Тел.: +38 (057) 335-64-47
Design : A.N. Odeychuk      thank to : u · com