本论坛将就高性能计算在等离子体领域的应用所取得的进展和成果以及未来发展方向进行探讨,主要聚焦于高性能计算在以下几个方面的应用:(1)磁约束聚变等离子体;(2)惯性约束及高能量密度等离子体;(3)低温等离子体;(4)空间与天体等离子体;(5)等离子体与物质相互作用;(6)托卡马克等离子体诊断与控制、加热和电流驱动;(7)聚变堆数字孪生和数值实验等。
时间 | 议程 | 主持人/演讲嘉宾 | 回放 |
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06:00 - 06:30 | 偶极磁场约束等离子体中典型波动现象研究 | 王志斌 | |
06:30 - 07:00 | 大气辐射传输过程计算复杂性讨论 | 孙丙强 | |
07:00 - 07:30 | 基于神经网络求解粒子系统的正反问题 | 张瑞丽 | |
07:30 - 08:00 | 撕裂模和高能量粒子相互作用的混合模拟研究 | 高宝峰 | |
08:00 - 08:30 | 大规模数值模拟程序APT | 李文祥 |
中国科学技术大学 副教授 国家超算济南中心先进算法联合实验室 主任 中科院拔尖青年科学家 美国数学学会Mathematical Reviews评论员
个人简介:2005年获北京大学物理学学士学位,2012年获北京大学等离子体物理博士学位,2010年至2012年普林斯顿大学联合培养博士。 主要研究方向为:等离子体物理基本理论、聚变能物理、高性能计算与大规模数值模拟、保结构数值算法、等离子体人工智能等,在等离子体机器学习、保结构数值算法、射频波物理、逃逸电子物理、先进模拟程序开发与数据驱动等离子体物理等方向完成了一系列原创性工作。 主持科技部国家重点研发专项、国家自然基金、中国科学院前沿科学重点研究项目等项目10余项。参与多个大科学工程项目。多次在重要国际会议上做特邀报告。已在国际主流SCI期刊上发表论文80余篇。拥有2本论著和多项专利。担任多个专业学术期刊审稿人。获中国科学院超级计算最佳应用奖、中国发明协会发明创业成果一等奖。
中山大学 副教授
报告摘要:报告介绍了偶极磁场约束等离子体中的波动现象和空间等离子体环境地面模拟装置中的若干数值模拟问题。报告对比分析了几种典型数值模拟方法在偶极磁场约束等离子体研究中的特点,并分析了带电粒子温度各向异性对于典型波动现象产生的影响。报告介绍了采用线性回旋动理学方程,运用PIC(particle-in-cell)的方法,计算得到的偶极场中经典漂移不稳定性的特征,并对比分析了不同边界条件对于不稳定性的影响效应。
个人简介:王志斌,中山大学副教授、博士生导师。主要围绕磁约束核聚变等离子体关键物理过程、等离子体数值模拟、等离子体与物质相互作用等方面开展研究工作,先后主持和参加国家级科研项目十余项,发表科研论文五十余篇,授权国家发明专利5项、软件著作权5项。曾任“空间环境地面模拟装置”国家重大科技基础设施空间等离子体系统主管设计师、曾获黑龙江省高校自然科学一等奖。
复旦大学 研究员
报告摘要:大气辐射传输过程是大气遥感的理论基础,同时也是天气和气候研究中重要的物理过程。本报告主要讨论在大气辐射传输研究中的几种具体物理过程的计算复杂性,包括大气中单个粒子散射计算、多粒子散射计算、气体吸收过程的快速处理等,从而能够对大气辐射传输过程进行高效模拟以及进一步服务于大气状态的反演以及天气气候模式中的辐射过程。
个人简介:孙丙强,复旦大学大气与海洋科学系研究员。2014年博士毕业于德州农工大学。主要从事大气辐射方面的研究,包括粒子单散射、辐射传输计算、气体吸收计算以及大气状态量遥感等。出版专著2部,获得软件著作权1项,2022年获得中国计算机学会高性能计算年会优秀论文提名。
北京交通大学 副教授
报告摘要:带电粒子在电磁场中的运行系统具有丰富的几何结构,包括辛几何结构,相空间体积守恒性以及能量守恒性等。针对粒子系统的正向模拟问题,我们将多次导数引入物理信息神经网络(PINN)中,发展了脱离数据的神经网络动力学模拟。针对粒子系统的反问题,也就是已知等离子体粒子束在磁场中的入射状态和出射状态,求解空间中的磁场分布,我们将磁场用 FNN(全连接神经网络)来逼近,训练数据沿着保结构算法进行迭代,损失函数采用输出粒子的状态和已知出射状态的距离来衡量,实现了基于神经网络的磁场反演算法。
个人简介:2014年博士毕业于中国科学院数学与系统科学研究院。先后主持了国家自然科学基金青年基金,中国博士后基金以及国家自然科学基金面上项目,并参与了多项科技部重点研发计划项目。2019年获国家留学基金委资助,并于2020年访问德国柏林工业大学。主要研究内容包括保结构算法及其在等离子体中的应用,保守系统的PT-symmetry 及其不稳定性研究。目前发表SCI论文20余篇,其中包括计算数学高水平期刊Physical Review E、Numerical Algorithm、Journal of Computational Physics等。
山东省计算中心(国家超级计算济南中心) 助理研究员
报告摘要:开发了一款混合模拟程序 MAP(MHD & Accurate Particles),该程序由磁流体模块、粒子模块、耦合模块组成。基于该程序以及其他现有程序,模拟了撕裂模与高能量粒子的相互作用问题。研究发现了高能量粒子与撕裂模会存在不同的共振机制,进而带来高能量粒子再分布。采用测试粒子方法模拟了反剪切位形下磁岛对α粒子输运和损失的影响,并研究了该影响在不同装置上对粒子分布的依赖关系。
个人简介:主要从事磁约束等离子体磁流体不稳定性和高能量粒子物理相关的理论和模拟研究。目前主要研究方向为针对托卡马克物理的先进混合模拟程序的开发和应用。
中国科学技术大学 硕士研究生
报告摘要:APT程序全称“Accurate Particle Tracer”, 目标为解决各种有限维动力学问题(ODE)的大规模模拟程序框架。现有七个模块:I/O模块、场(电磁场)模块、等效力模块、初始化模块、算法模块、并行模块、可扩展模块,其中场模块、等效力模块、初始化模块归属于物理模块。APT程序可用于多学科交叉领域,如先进算法研究与测试、物理问题研究、动力学长期模拟、分布演化、大规模并行研究等。在集成和模块化框架下,APT为不同领域的研究人员提供了一个通用平台。
个人简介:在核科学技术学院就读硕士研究生,主要研究方向为大规模粒子动力学模拟
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