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2021年12月06日
【中安在線】中國科大成果入圍戈登?貝爾獎 聚變堆全裝置動理學等離子體演化模擬首次實現

中安在線 中安新聞客戶端訊 記者12月3日從中國科大獲悉,近期,愛游戲app在新一代神威超級計算機上首次實現EAST(先進實驗超導托卡馬克)和CFETR(中國聚變工程試驗堆) “聚變堆全裝置動理學等離子體演化模擬”,這是該校首次作為第一完成單位入圍被稱為“超算領域諾貝爾獎”的戈登?貝爾獎。

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聚變(bian)能具有(you)燃料(liao)豐富(fu)、清潔、安全性(xing)高(gao)、能量(liang)密度大等突(tu)出(chu)優點,是(shi)解決未來能源問題(ti)最有(you)希望的途(tu)徑(jing),被認為(wei)是(shi)人類(lei)的終極能源。

目(mu)前(qian),在受控(kong)聚變(bian)領域最主流的(de)托卡馬克裝(zhuang)置(zhi)中(zhong),由(you)于(yu)中(zhong)心(xin)等離(li)子(zi)體(ti)溫度需要達(da)到一億度以(yi)上,而(er)外部約(yue)束超(chao)導磁(ci)體(ti)則需要在接近(jin)絕對零度的(de)環(huan)境中(zhong),超(chao)高的(de)溫度與壓強(qiang)梯(ti)度會(hui)驅動各種等離(li)子(zi)體(ti)中(zhong)的(de)不穩(wen)定(ding)性從(cong)而(er)破(po)壞約(yue)束。如何(he)更精確(que)地模擬磁(ci)約(yue)束等離(li)子(zi)體(ti)長時間演化以(yi)便(bian)設計更經濟而(er)約(yue)束性能更好的(de)托卡馬克裝(zhuang)置(zhi)一直是一個難點。

愛(ai)游戲(xi)app和中科(ke)院(yuan)合(he)肥物質科(ke)學研(yan)究院(yuan),是中國核聚(ju)變(bian)(bian)研(yan)究的(de)重要(yao)基地(di)。愛(ai)游戲(xi)app是國家磁(ci)(ci)約束聚(ju)變(bian)(bian)堆(dui)總體(ti)(ti)(ti)設(she)計(ji)(ji)組(zu)的(de)依托單位,成立了磁(ci)(ci)約束聚(ju)變(bian)(bian)堆(dui)設(she)計(ji)(ji)研(yan)究中心,協同全國相(xiang)關單位進行中國聚(ju)變(bian)(bian)工程(cheng)試驗堆(dui)工程(cheng)概念(nian)設(she)計(ji)(ji)。該校與(yu)中科(ke)院(yuan)數學與(yu)系統科(ke)學研(yan)究院(yuan)合(he)作,自主設(she)計(ji)(ji)了等離子(zi)體(ti)(ti)(ti)帶電粒子(zi)-電磁(ci)(ci)場(chang)系統的(de)大規模保(bao)結構動理學數值(zhi)模擬軟件(jian);通(tong)過(guo)在(zai)算(suan)法、軟件(jian)棧(zhan)和自動向量化等方(fang)面進行一系列關鍵技術創新(xin),在(zai)新(xin)一代神威超級計(ji)(ji)算(suan)機首次對EAST和CFETR全裝(zhuang)置等離子(zi)體(ti)(ti)(ti)演化實現(xian)最大規模的(de)長時間高保(bao)真模擬。

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對EAST和CFETR全裝(zhuang)置等離(li)子體演化(hua)模擬結果

未來(lai),隨著(zhu)超級計(ji)算機(ji)算力(li)達到10E級,模擬(ni)分辨率(lv)將(jiang)進一步(bu)提(ti)升(sheng),并可將(jiang)研究(jiu)擴(kuo)展(zhan)到更強磁場(chang)(chang)的(de)托卡馬克等離子體,探索強磁場(chang)(chang)中反常輸(shu)運、不穩定(ding)性等重要問題,研究(jiu)燃燒等離子體科學中以前無法解決的(de)新問題,描述等離子體放電從啟動到終止的(de)整個演化過程。

這項成(cheng)果(guo)由愛游戲app肖建元副研(yan)究員(yuan)課(ke)題組與(yu)安(an)虹教授課(ke)題組聯(lian)合攻(gong)關(guan),在中科院(yuan)合肥物(wu)(wu)質科學研(yan)究院(yuan)等離子體物(wu)(wu)理研(yan)究所(suo)、中科院(yuan)數學與(yu)系統科學研(yan)究院(yuan)、國(guo)家超級計(ji)算無錫中心、北京大學和(he)鄭(zheng)州(zhou)大學相關(guan)研(yan)究人員(yuan)的緊密配(pei)合下(xia)完(wan)成(cheng)。戈(ge)登?貝(bei)爾(er)(er)獎是國(guo)際高(gao)(gao)性能(neng)計(ji)算應(ying)用領(ling)域最高(gao)(gao)學術(shu)獎項,由美國(guo)計(ji)算機(ji)學會(hui)評(ping)選和(he)頒(ban)發。今年(nian),我國(guo)共有3項超算應(ying)用入圍戈(ge)登?貝(bei)爾(er)(er)獎。(通(tong)訊(xun)員(yuan) 桂運安(an) 記者(zhe) 汪喬)

中安在線2021年12月4日(ri)

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