Особенность нового софта в том, что он, работая как вспомогательная компьютерная программа, помогает автоматизировать процесс численного моделирования материалов, позволяя значительно экономить время и усилия пользователя, а также исключить влияние человеческого фактора.
Первопринципное моделирование представляет собой компьютерное моделирование структур с помощью уравнения квантовой физики. Такой подход позволяет изучить материал (например, кристалл или молекулу, в том числе те, которые еще не обнаружены в природе или не синтезированы) с конкретным составом на компьютере, чтобы еще до лабораторного эксперимента оценить его физико-химические характеристики.
Студенты кафедры физики наноразмерных систем Южно-Уральского госуниверситета разработали программу, помогающую работать с популярной во всем мире программой для численного моделирования SIESTA (Испания).
«С помощью SIESTA специалисты выполняют расчеты атомной и электронной структуры молекул и твердых тел для решения задач "цифрового" материаловедения, или, проще говоря, производят численное моделирование материалов, – поясняет студент кафедры физики наноразмерных систем ЮУрГУ Александр Переходюк. – Наша же вспомогательная программа призвана упростить для пользователя процесс работы с основным программным пакетом. Такая утилита позволяет автоматизировать ввод параметров во множество входных файлов, фиксацию результатов расчетов для их анализа и одновременный запуск нескольких расчетов SIESTA на персональных компьютерах, экономя время и силы пользователя».
При использовании основной программы пользователю иногда нужно подготовить и запустить более тридцати расчетов подряд, и в процессе этой монотонной работы часто допускаются ошибки, например, при вводе параметров или записи пути конкретного файла. Так, человеческий фактор может заметно увеличить время получения корректных результатов.
Дополнительная программа челябинских разработчиков автоматизирует взаимодействие пользователя с программным пакетом SIESTA, работая с ним в паре. Синхронизированная с основной расчетной программой утилита способна предложить пользователю варианты готовых входных данных, запустить сразу серию расчетов и зафиксировать результаты в формате файла Excel с готовыми таблицами и графиками. Пользователю достаточно будет сделать пару кликов компьютерной мышью и ждать результатов численного моделирования. При таком подходе взаимодействие с программой SIESTA будет доступно даже новичку.
Разрабатываемая вспомогательная программа для работы с пакетом SIESTA поможет упростить вход в область цифрового моделирования материалов. Разработчики в ближайшее время протестируют ее в массовой работе внутри университета, после чего будет возможен ее выход на более широкий круг пользователей. Новая компьютерная программа пригодится в работе материаловедам и приборостроителям.
Разработка программы ведется при поддержке грантовой программы Виктора Христенко «Шаг в будущее» в рамках проекта «Цифровые двойники материалов (ресурсосберегающая методика первопринципного моделирования)».
