MISA系列软件

北京科技大学智能超算融合应用技术团队自主研发了用于核反应堆结构材料辐照损伤模拟研究的多尺度模拟软件集——MISA，包括：大规模并行分子动力学模拟软件MISA-MD，大规模并行原子动力学蒙特卡洛模拟软件MISA-AKMC，并行随机团簇动力学模拟软件MISA-SCD，位错动力学模拟软件MISA-DD。其中，MISA-MD、MISA-AKMC、MISA-SCD已开源。

MISA-MD  https://github.com/misa-md

MISA-MD属于MISA系列软件中的原子尺度模拟软件。MISA-MD基于牛顿运动方程，从原子尺度上追踪原子的位置、速度等状态。采用EAM势函数计算原子受力，区域并行的方式进行并行求解，可大规模并行且并行可扩展性强。软件输入中可设置模拟空间大小、体系温度、合金比例、PKA能量大小、PKA方向等参数，以对金属材料级联碰撞过程进行模拟，在此基础上分析体系温度、合金元素比例、PKA能量等对材料演化行为的影响。MISA-MD对功能进行扩展，可以完成多次级联碰撞自动模拟、缺陷自动统计分析功能。 MISA-MD 程序采用自主设计的“面向万亿粒子的数据存储与索引算法”，在神威•太湖之光上实现了3.02*10¹³（302千亿）原子数的模拟规模，相对于经典的分子动力学模拟软件lammps，MISA-MD在天河2号上，内存节省约超过 60%，计算性能提升约 10%～20%。 此外，MISA-MD 还提供了多平台计算支持，目前 MISA-MD 支持多款国产超算系统，包括纯CPU架构、GPU/DCU加速卡、神威从核。

MISA-AKMC  https://github.com/misa-kmc

MISA-AKMC 是一款开源的面向材料模拟的并行动力学蒙特卡洛模拟框架，属于MISA系列软件中的原子尺度模拟软件。采用高效的sub-lattice 并行算法和优化的通信策略, 并支持自定义求解模型。其内置的间隙-空位演化模型，可模拟金属材料的长时间演化行为，并可与 MISA-MD 软件深度耦合，完成级联退火模拟。

MISA-SCD  https://github.com/MISA-SCD

MISA-SCD是一款用于材料辐照缺陷长时演化的=模拟的软件，属于MISA系列软件中的介观尺度模拟软件。MISA-SCD基于空间分辨随机团簇动力学（SRSCD）方法建模，将有限的模拟体积划分为均匀的小体积元，缺陷在体积元中均匀分布，缺陷间的相互作用视为一个个反应，利用KMC直接法在体积元中选择反应并发生反应，采用同步并行KMC算法（SPKMC）进行进程间的时间同步。MISA-SCD可用于模拟多元体系在电子辐照和中子辐照下的缺陷注入、缺陷聚集、扩散、分解、湮灭等长时演化行为以及退火行为，可以获得缺陷团簇的尺寸和数密度在不同时刻的分布。