基于GASpy 的材料模拟计算框架

阳王东，杨昊，冷灿，潘佳铭，唐卓，田泽安，李肯立

（1.湖南大学信息科学与工程学院，湖南长沙 410082；2.国防科技大学计算机学院，湖南长沙 410073；3.国家超级计算长沙中心，湖南长沙 410082）

半个世纪之前，材料科学的迅速发展带动了科学技术的进步与经济的发展.在这个过程中，从新物质的发现到实际应用的周期时间较长，有的甚至长达十几年，新材料的开发和生产成为制约一个国家工业化发展的因素之一.传统的材料研发局限于以专家试验为主的“试错法”，这种方法模式单一，需要多年的经验以及相关知识的积累，开发周期较长，开发成本较高，而且回报率比较低［1］.

同时传统方法面临着日益严峻的化石能源危机与环境污染等问题.为了解决这个问题，人们提出了各种替代方案.这些方案包括使用光电、电池、太阳能燃料和化学品、燃料电池以及其他新兴技术.发展可再生绿色能源的转换技术对优化能源结构具有重大意义.这些技术的一个共同问题是，研究人员仍然需要进行额外的材料开发，以提高经济可行性.一些研究人员已经转向计算模拟来帮助材料筛选和开发.

现今计算机技术和各种信息学工具的发展为加快新材料模拟和性能预测提供了新的机会.面临着智能制造行业和经济的飞速发展，越来越多研究人员将以更短的时间、更低的成本缩短新型材料从发现到生产应用的研究使用周期.

人类基因组计划是结合已知的基因……