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在纳米材料设计中，纳米材料的微观结构决定了纳米材料的宏观性能。通过纳米材料的计算机建模和仿真，在一定程度上定量地描述了材料微观结构与宏观性能的关联，弥补了传统材料设计与材料制备的不足，减少了材料设计周期。然而现有的纳米材料建模与仿真软件系统相对独立，软件往往仅侧重建模或者仿真，交互功能差，不同系统间的数据需要经过繁琐格式转换等问题，难以满足快速发展的材料设计需求。 为此，本文基于纳米材料结构设计的需求，利用小组在几何建模上的长期积累，针对纳米材料结构建模与仿真一体化平台进行研究，主要工作如下: (1)提供了常见纳米材料快速，批量，参数化的建模。根据纳米材料结构建模的需求，实现了近年来材料领域常见的热门材料的交互式建模，如石墨烯，纳米管，MOFs，并且提供了多种3D场景显示。 (2)提供了物理有效的材料模型编辑。由于分子间的相互作用，某个原子的改变会直接影响到整体分子结构的变化，为此本文提供了自适应的模型编辑，基于材料物理意义的模型编辑，确保编辑后的模型在物理层次上是正确的。 (3)提供了纳米材料结构部分属性的计算。石墨烯曲面和能量相关，本文基于曲面拟合的理论首次将RBF拟合和高斯曲率应用到纳米尺度，实现了石墨烯曲面的拟合和高斯曲率计算。 (4)初步建立了纳米材料建模仿真一体化平台。通过对纳米仿真系统的集成实现了材料建模与仿真一体化，允许研究人员直接调用仿真软件进行计算，支持仿真结果再次编辑，避免了反复文件转换的复杂过程。 结果表明，本文设计并实现的纳米材料建模仿真一体化平台，提供了良好的交互界面，实现了纳米材料模型建立，提供了有效的编辑方法，并且允许材料设计人员直接对材料模型进行仿真分析，并且将结果及时返回到系统。