虞超，杨小渝*，赵旭山，王宗国

1.中国科学院网络信息中心，北京 100190

2.中国科学院大学，北京 100049

引言

随着材料计算方法的改进和计算机技术的发展，微观、介观、宏观各个尺度的材料计算方法和技术都有很大进步。但由于不同尺度的研究之间较为独立[1]，不同尺度对材料的描述和计算方法都不同，极大限制了多尺度的材料研究。不同空间尺度和时间尺度计算方法的集成也是高通量材料集成计算的重要研究内容。不仅将高通量方法、数据方法、实验方法应用于材料的多尺度研究，利用高通量计算技术、机器学习方法和数据挖掘技术、高通量实验技术等，提高多尺度建模和计算的效率，而且利用不同尺度计算方法的优势，将不同尺度的计算方法集成在一起，取长补短，加速材料的研究。

分子动力学是从原子尺度研究材料性质的学科。在分子动力学计算中，利用原子间相互作用势[1-3]以及每个原子的坐标，原子的运动规律遵守Newton 方程[1]，通过求解经典力学方程求出作用在每一个原子上的合力，计算每个原子的速度，随时间演化，模拟原子运动的轨迹，最终根据统计力学方法，得出体系的物化性质。分子动力学的计算精度不如第一性原理计算方法，但由于 Newton 方程的数值求解相对容易，计算速度和计算规模远远大于第一性原理计算，因此分子动力学适合于较大空间尺度和较长时间尺度的研究。

分子动力学中模拟尺度常用的模拟软件是LAMMPS[5]，并且开源免费。……