并行MD优化算法与纳米晶体力学模拟

摘要

为发展可适用于纳米晶体力学模拟的高效率并行算法,构建了从晶体生成、计算到显示的分子动力学(MD)模拟系统。MD算法基于经典的对势和多体势上的Verlet算法,并行格式基于Linked-Cell-List方案,并针对特定的研究模型进行了各计算层次的优化。构建了交互式显示和控制子系统,可提供显示原子图像和属性的高质量图形输出。利用此模拟系统对纳米晶体进行了拉伸大变形和压痕模拟,结果表明:在高速加载率下,堆垛层错(偏位错)的迸发、传播及其在晶界处的终止是纳米晶体变形的主要机制。