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邀请报告

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戴梧叶,北京空天技术研究所,研究员

报告题目:高速飞行器目标特性分析方法与软件研发

报告摘要:高速飞行器目标特性分析是获取飞行试验图像观测数据的前提,是制定飞行器观测策略,识别来袭飞行器种类,追踪飞行器轨迹的首要工作,对空天攻防系统的建立都具有重要意义,但其涉及高温高速流场与目标温度场、辐射场间的多学科耦合问题,包含化学非平衡流、多组分高温气体辐射、高温绕流与飞行器结构耦合传热等复杂物理过程,使得建模分析的复杂程度及难度尤为突出。首先分析高速飞行器目标特性分析的多物理场耦合机理与建模方法;然后详细阐述高速飞行器多组分高温绕流、高温本体目标特性预测的数值分析方法,之后,介绍支撑工程实践中快速计算需求的经验化工程计算方法,并通过案例说明数值分析与经验化工程计算两条技术途径的不同应用场景;最后介绍高速飞行器目标特性分析软件架构与研制进展及典型应用案例。

2.jpg莫毅,中国航空发动机研究院, 高级工程师

中国航空发动机研究院高级工程师,北京大学计算数学专业博士。长期从事航空发动机燃烧室大型工业仿真软件的研发与应用,担任国家多项某重大软件项目技术负责人。

报告题目:航空发动机燃烧室两相湍流燃烧一体化仿真软件研发与验证

报告摘要:航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械,是世界航空大国关注的战略核心产品之一。燃烧室作为航空发动机的核心部件之一,具有内部结构复杂、燃烧组织多样、物理化学过程多变的特点,是发生燃油雾化和化学反应等过程的核心区域。本报告围绕航空发动机燃烧室工程实际应用仿真需求,针对燃烧室内复杂的两相湍流燃烧物理化学过程,介绍我们高保真一体化并行仿真软件的研发和验证工作。目前,该软件已在多类工程主燃烧室算例上进行了考核与验证。结果表明,该软件两相湍流燃烧耦合仿真功能、精度和并行效率基本满足航空发动机燃烧室工程实用要求。

3.jpg衡益,中山大学计算机学院,科学计算研究所副所长、教授

中山大学计算机学院教授、博导,广东省政协委员,国家海外高层次人才计划青年专家、广东省珠江人才。长期从事应用数学、能源与环境、材料与化工及工业制造领域的交叉学科研究,近5年主持广东省重点领域研发计划重大专项等国家省部级项目6项,发表高水平国际期刊论文30余篇,ESI高被引论文单篇引用359次,分别在气象海洋环境、工业仿真与智能制造等领域获“天河之星”超算优秀应用奖及入围奖。兼任中国工业与应用数学学会专委会委员、广东省计算数学学会常务理事、南方电网特聘专家等。

报告题目:FIND Multiphysics:A HPC+AI Solution for Industrial Optimal Design

报告摘要:复杂多尺度、多物理场耦合工程应用场景下的非线性偏微分方程约束优化问题具有研究挑战性。团队基于自主研发的FIND Multiphysics, 持续探索HPC+AI for Science研究新范式,对大规模多场耦合正问题进行数值模拟计算,融合10万核级高通量计算、计算流体力学、机器学习等方法,开发智能优化算法对建立的数据与机理融合混合模型约束的混合整数非线性规划问题进行高效求解,获得反渗透膜组件与系统多尺度优化设计方案,形成分析设计软件平台。团队近期面向超高通量反渗透膜系统,基于仿生思维提出了优化设计的新方案,对标国际先进的反渗透技术,比能耗降低18%,产水效率提升3倍以上,有望突破下一代先进膜材料应用中面临的膜污染等瓶颈问题。该HPC+AI for Science的研究思路在交叉领域中的工业优化设计问题中极具推广应用潜力。

4.png陈艺冰,北京应用物理与计算数学研究所,研究员

国家重点研发计划项目首席科学家,长期从事极端条件下多介质流体力学算法研究、多物理耦合数值模拟软件研制及应用工作;先后作为中国工程物理研究院重点项目技术负责人、重大项目副首席,主持研制具有完全自主产权的极端条件下三维多物理多介质数值模拟软件;曾获军队科技进步一等奖等奖项。

报告题目:极端条件下三维多物理问题数值模拟与中间件

报告摘要:JUPITER 是北京应用物理与计算数学研究所自主研发的、可模拟高温、高压、高密度比等极端条件下三维多物理耦合问题的新一代并行数值模拟软件,目前已支撑了多个三维因素影响的应用问题的研究工作。该软件支持结构网格和非结构多面体网格,包括流体力学、粒子输运、辐射等多个物理过程的解法器,并通过算子分裂技术实现多物理耦合问题的数值模拟。本报告将重点介绍该软件在利用高性能中间件实现大规模并行计算所遇到的挑战性问题。

5.jpg张汉,清华大学,副教授

清华大学核研院,副教授,国家级海外高层次人才青年项目,核研院高温气冷堆流动换热方向负责人。主要从事先进裂变核能系统的多物理场、多尺度、多系统的数值模拟;Jacobian-Free Newton Krylov、Newton Krylov全隐式耦合方法;先进反应堆设计和安全分析等研究工作。作为负责人承担重点研发青年科学家项目、国家自然基金面上项目等,发表英文期刊论文60余篇,被引1000余次,担任SCI期刊STNI副主编及Nuclear Engineering and Design等特刊的客座编辑。

报告题目:裂变反应堆多物理耦合数值模拟研究

报告摘要:裂变反应堆包括反应堆中子输运,流动换热,多相流动,化学反应等物理过程,还涉及蒸汽发生器、反应堆二回路等设备之间的耦合,是一个典型的具有多物理场、多尺度、多部件特征的非线性耦合系统,对稳定、准确、高性能、可扩展的求解方法有显著需求。本报告首先介绍裂变反应堆的建模方法和相应的偏微分方程组;然后详细介绍以Newton-Krylov/Jacobian-free Newton-Krylov为代表的全隐式直接联立耦合方法,及应用中的特殊问题,如:基于物理的预处理方法构建、全局稀疏但局部稠密的Jacobian矩阵构建、两相流动中相产生或消失的处理等;最后,展示基于全隐式直接联立方法的高温气冷堆耦合系统数值模拟软件的近期进展。

6.jpg张晨松,中科院数学与系统科学研究院,研究员

中国科学院数学与系统科学研究院,研究员。2002年获南京大学计算数学硕士学位,2007年获得美国马里兰大学应用数学博士学位,此后在宾州州立大学、北京国际数学研究中心和北京大学从事博士后研究工作。主要研究兴趣:快速求解算法及其在复杂流动、流固耦合、油藏模拟等问题中的应用。2012年在第二十一届国际区域分解法会议(法国)做大会特邀报告;2022年国际多重网格法大会(瑞士)做大会特邀报告。

报告题目:多物理场耦合问题解法器软件研发

报告摘要:很多科学与工程问题中需要进行多物理场耦合建模和仿真(如热、流、固、电、磁、化等)。描述多物理场耦合问题的数学模型通常是一组耦合的偏微分方程,其耦合离散线性系统的高效求解是热点研究问题。我们提出一个开源多物理场耦合问题解法器平台,该平台集成了前后处理、离散方法、代数系统求解、稀疏矩阵操作、并行计算、机器学习、算法测试等功能。我们希望形成一个针对多物理耦合计算的全开源工具链,为国产CAX工业软件发展提供支持。

7.jpg郭亮,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,副主任、研究员

博士,研究员,博士生导师,中国科学院长春光机所副主任。中国科学院青促会会员,吉林省检测技术协会副理事长,黑龙江省光电子与激光技术重点实验室学术委员会委员。长期在一线从事航天型号任务研制工作,主持/参与国家自然科学基金、载人航天工程、国家重大型号、中国科学院青促会等各类项目10余项。获中国科学院杰出成就奖1项、吉林省科技进步一等奖2项,获中科院青促会会员、吉林省第八批拔尖创新人才、中国科学院优秀导师等荣誉称号。在Applied Thermal Engineering、Aerospace Science and Technology、Neural Computing and Applications、Measurement、Metrologia、IEEE、AIAA、光学精密工程、红外与激光工程等国内外领域知名期刊发表研究论文50余篇,获授权发明专利20余项。作为中国科学院大学的博士生导师,指导15名博硕士研究生,6名获中科院院长特别奖、国家奖学金、国家公派留学奖学金、优秀毕业生等奖励和荣誉。

报告题目:基于光机热集成的空间相机主动热光学技术研究

报告摘要:高分辨率空间遥感相机要求达到或接近衍射极限,对温度变化非常敏感。由于温度变化引起的光学元件表面曲率半径、表面面形、光学元件间隔以及材料折射率等光学参数的变化,将会直接导致光学系统离焦及成像质量的下降。如何在空间真空热环境条件下保证相机的成像质量是关键所在,本报告将光机热集成分析方法和主动光学技术相结合应用于空间相机中,开展基于光机热集成的空间相机主动热光学技术研究。光机热集成仿真技术和主动光学技术是大型空间相机的关键技术,同时也是空间相机技术的重大挑战。在光机热集成仿真中引入灵敏度分析,可以更全面地对系统成像质量进行评价,并能为系统设计提供参考。该方法可以更加准确地描述光学系统的热光学特性,代表着光机热集成仿真分析的最新发展方向。

8.jpg穆朋聪,中国科学院微电子研究所,助理研究员

博士,2017年本科毕业于郑州大学,2023年博士毕业于中国科学院数学与系统科学研究院。2023年至今在中国科学院微电子研究所做助理研究员,主要从事半导体器件模拟计算方法的研究。

报告题目:半导体器件模拟的有限元方法研究及应用

报告摘要:半导体器件模拟是现代电子技术不可或缺的关键工具之一,本报告主要介绍半导体器件模拟的稳定、高效有限元离散方法及应用。考虑了宏观经典的漂移扩散模型和量子校正的漂移扩散模型,并基于三维并行自适应有限元平台PHG,研制了三维半导体器件有限元模拟并行程序DESIGN。DESIGN具备基本的器件仿真功能,能够通过导入仿真器件的初始网格剖分计算出电流-电压特性曲线、载流子浓度、电流密度和电场分布等结果。使用DESIGN分别对微米级PN结和MOSFET、纳米级FinFET和GAAFET等基准器件进行了模拟,计算结果表明了程序的鲁棒性,并通过与商业软件的模拟结果进行对比,验证了程序的正确性。


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王卫杰,中物院高性能数值模拟软件中心,副研究员

10.jpg刘利,清华大学,副教授

清华大学地球系统科学系长聘副教授,2009年获得清华大学计算机博士学位,研究方向为地球系统模式软件工程。自2010年负责研制国产地球系统模式耦合器C-Coupler,完成了大量设计、研发和测试工作,分别于2014、2018、2022年成功研制了C-Coupler1、C-Coupler2和C-Coupler3,担任国际地球系统模式耦合技术研讨会组会委员。C-Coupler取得系列技术创新,得到国内外同行认可,被评价为国际领先水平,已广泛应用于我国多家业务/国防/科研单位的模式,入选国家“十三五”科技创新成就展,并被遴选作为我国“十三五”以来基础研究取得的重要进展,编入《中国基础研究发展报告》(2022)。

报告题目:地球系统模式通用耦合器C-Coupler研发进展

报告摘要:本报告将介绍耦合器C-Coupler的研发历程、主要优势功能和应用情况,其中将重点介绍自动耦合生成、动态三维耦合、通用集合耦合同化框架等技术创新。C-Coupler已成为国际上首个同时支持分量模式耦合、在线集合同化、模式并行版本研发、参数化方案集成和并行输入输出,且能高效支撑上亿水平网格点耦合的软件平台。

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杨章,北京应用物理与计算数学研究所、中物院高性能数值模拟软件中心,副研究员

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王鑫,中物院高性能数值模拟软件中心,副研究员