科技日報記者 吳長鋒
記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)了解到，該校科研團隊在新一代神威超級計算機上首次實現(xiàn)EAST（先進(jìn)實驗超導(dǎo)托卡馬克）和CFETR（中國聚變工程試驗堆）“聚變堆全裝置動理學(xué)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(lǐng)域諾貝爾獎”的戈登?貝爾獎。
聚變能具有燃料豐富、清潔、安全性高、能量密度大等突出優(yōu)點，是解決未來能源問題最有希望的途徑，被認(rèn)為是人類的終極能源。
目前，在受控聚變領(lǐng)域最主流的托卡馬克裝置中，由于中心等離子體溫度需要達(dá)到一億度以上，而外部約束超導(dǎo)磁體則需要在接近絕對零度的環(huán)境中，超高的溫度與壓強梯度會驅(qū)動各種等離子體中的不穩(wěn)定性從而破壞約束。如何更精確地模擬磁約束等離子體長時間演化以便設(shè)計更經(jīng)濟而約束性能更好的托卡馬克裝置一直是一個難點。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院，是中國核聚變研究的重要基地。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)是國家磁約束聚變堆總體設(shè)計組的依托單位，成立了磁約束聚變堆設(shè)計研究中心，協(xié)同全國相關(guān)單位進(jìn)行中國聚變工程試驗堆工程概念設(shè)計。該校與中科院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院合作，自主設(shè)計了等離子體帶電粒子-電磁場系統(tǒng)的大規(guī)模保結(jié)構(gòu)動理學(xué)數(shù)值模擬軟件；通過在算法、軟件棧和自動向量化等方面進(jìn)行一系列關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，在新一代神威超級計算機首次對EAST和CFETR全裝置等離子體演化實現(xiàn)最大規(guī)模的長時間高保真模擬。
未來，隨著超級計算機算力達(dá)到10E級，模擬分辨率將進(jìn)一步提升，并可將研究擴展到更強磁場的托卡馬克等離子體，探索強磁場中反常輸運、不穩(wěn)定性等重要問題，研究燃燒等離子體科學(xué)中以前無法解決的新問題，描述等離子體放電從啟動到終止的整個演化過程。
這項成果由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)肖建元副研究員課題組與安虹教授課題組聯(lián)合攻關(guān)，在中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所、中科院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院、國家超級計算無錫中心、北京大學(xué)和鄭州大學(xué)相關(guān)研究人員的緊密配合下完成。戈登?貝爾獎是國際高性能計算應(yīng)用領(lǐng)域最高學(xué)術(shù)獎項，由美國計算機學(xué)會評選和頒發(fā)。今年，我國共有3項超算應(yīng)用入圍戈登?貝爾獎。
（中國科大供圖）
營業(yè)執(zhí)照公示信息