李建江，魏 鹏，杨少峰，贺新福，胡长军

(1.北京科技大学计算机科学与技术系 北京 海淀区 100083；2.中国原子能科学研究院 北京 房山区 102413)

材料辐照损伤是当前材料领域和计算机领域研究的热点之一。在辐照条件下的材料模拟中，入射粒子与材料中的晶格原子相互碰撞并传递能量，晶格原子获得能量后将离开晶格点阵并引发级联碰撞，形成点缺陷及团簇。在辐射条件下，点缺陷将复合、迁移、聚集成团，最终导致材料微观结构演化以及宏观力学性能退化。多尺度模拟是研究材料辐照效应的有效手段，可从不同的时间、空间尺度研究材料的损伤机理，预测材料的损伤程度。对材料辐照损伤的研究是一个跨越飞秒和年的大时间尺度以及跨越纳米和米的大空间尺度问题。实现从原子尺度到宏观尺度的耦合模拟，是一个庞大而复杂的工程，而每一个尺度又可划分为多个更细的尺度，分别对应不同的模拟方法。本文只研究微观多尺度上的耦合模拟。在微观尺度上，分子动力学(MD)和动力学蒙特卡洛(KMC)为常用的两种经典的材料模拟方法。MD方法[1]通过求解动量守恒、质量守恒和能量守恒这三大守恒定律中的运动方程，来描述系统某一时刻的状态，再通过积分运算获得系统的性质。KMC方法[2]是一种基于概率统计理论的方法，通过计算事件的发生概率和使用随机数获得系统组态的跃迁。由于KMC方法的计算对象是组态而非原子，对原子的特征描述维度(如：速度、力、质量等)比MD少，故其模拟的时间尺度和空间尺度都比MD大。……