关于启动全国性的ITER-CN聚变模拟开创计划的建议.ppt

成立学术指导机构(顾问小组)全国统一规划(软平台) 划出专用经费培养人才、组建研究团队、开展国际合作 逐步建设聚变模拟大型计算机及相应软、硬件(硬平台),关于启动全国性的 ITER-CN聚变模拟开创计划的 建议,ITER-CN聚变模拟开创计划,开创计划的必要性: 实验、理论、模拟是聚变物理不可缺少的三大块 ITER和国内托卡马克装置科学研究计划需要大规模模拟支持 与传统理论不同, 大规模模拟需要周详地策划跨学科领域、跨研究单位 (高校与两所)的组织与合作 大规模模拟推动新一代聚变物理人才的培养及等离子体物理学科的建设 开创计划的迫切性 比较实验和理论，中国在聚变模拟方面与主要ITER伙伴差距最大 国内聚变模拟研究队伍薄弱、需要大型项目吸引更多的年轻人才 建立多学科、跨专业、各单位协同的模拟队伍需要长时间 历史机遇 ITER-CN国内配套项目提供难得的机会开创大型聚变模拟一个全新领域 ITER框架下的国际合作可以缓解模拟人才的短缺并协助提高国内的模拟水平,US SciDAC: Scientific Discovery through Advanced Computing Turbulence: GPS-TTBP (Diamond) & GSPM (Nevins) MHD: CEMM (Jardin) RF heating: CSWPI (Bonoli) Energetic particle: GSEP (Lin) US FSP: Fusion Simulation Project CPES (Chang): edge +MHD + atomic+ SWIM (Batchelor): MHD + RF FACETS (Cary): core + edge + wall EU ITM: Integrated Tokamak Modeling Japan BPSI: Burning Plasma Simulation Initiative Collaboration: Cross-disciplinary, Multi-institutional,ITER Simulation Initiatives: Need Dedicated Resources,启动ITER-CN聚变模拟开创计划的迫切性,主要ITER伙伴（如美国）的聚变模拟主要是靠国家层面上的“开创计划（Initiatives）推动的 Numerical Tokamak Project 1990-1999: 1st tokamak simulation PRL1993 SciDAC 2000-present & FSP 2009-: integrated simulation 国内的聚变模拟相比主要的ITER伙伴落后大约10-15年 没有自主发展出 tokamak 数值模拟Code 没有在国内自己培养出的博士生在国际聚变模拟领域活跃的人才 主要的聚变物理及模型 codes大多都是引进的 大多数聚变物理研究的codes 使用 1000 PEs的机器 (比其它主要ITER伙伴的主要codes需要使用的计算机小100倍),启动ITER-CN聚变模拟开创计划的迫切性,如果没有一个全国性的ITER-CN聚变模拟开创计划，中国和其它主要ITER伙伴的差距会越来越大 ITER-CN聚变模拟开创计划是人才培养的重要方面 可以吸引更多的优秀学生和年轻研究人员到聚变模拟领域 鼓励数学和计算机科学方面的人才从事聚变模拟研究 加强聚变模拟方面的国际合作 高校的大规模聚变模拟需要与两个聚变院所的研究计划结合,2005年7月： 1st International School on Plasma Turbulence and Transport, Hangzhou, China 2006年1月： 海内外华人聚变物理学家致函科技部、教育部：关于开展聚变理论与模拟研究国家计划的建议 2006年5月： Workshop on ITER Simulation, Beijing, China 2005年-: IFTS (ZJU), CMFT (ASIPP/USTC), PKU,ITER聚变模拟在国内的前期准备,大规模模拟计划需要一个自上而下的、得到国家支持的机制 ITER-CN计划提供了这样一个机遇 开创大型聚变模拟一个全新领域 培养新一代聚变物理人才 促进等离子体物理学科全面建设,ITER-CN聚变模拟开创计划的历史机遇,ITER-CN聚变模拟开创计划的历史机遇,划出聚变模拟开创计划专用经费 (高校计划10% + 聚变院所的等量匹配) 软平台: 成立学术指导机构(包括高校与两个聚变院所)全国统一规划，最好直接向国家磁约束核聚变专家委员会负责 硬平台: 逐步建设聚变模拟大型计算机及相应软、硬件 国际合作：争取达到有能力作为同等地位的ITER聚变模拟伙伴，在ITER框架下开展国际合作,全国性大规模数值模拟的统一规划,需要组织一个全国性的（包括两个聚变院所和若干高校）的研究队伍； 需要成立一个全国性的学术指导机构（由国内外有关专家组成），决定研究方向和课题规划，并监督指导具体研究项目的执行和完成； 需要成立一个全国性的领导、协调机构，由直接参与国内大规模数值模拟研究的国外及国内各单位人员组成，具体组织执行全国性的学术指导机构所确定的研究方向和课题规划； 研究方向和课题不按单位划分、不由单位牵头，而是实行首席科学家制（类似中科院一些研究所，如物理所、国家天文台等已经实行的办法），由全国性的学术指导机构和全国性的领导、协调机构共同确定首席科学家后，交首席科学家具体组织、领导该项目的实施。 以上全国性的队伍和机构最好直接向国家磁约束核聚变专家委员会负责。,磁约束聚变研究的数值模拟队伍建设,高校数值模拟平台建设和理论模拟基础研究的基本目标是： 第一，从国家长期能源战略和磁约束聚变研究计划出发，发展独立自主的模块化集成模拟（Modeling）与大规模并行科学计算（Simulation）的能力； 第二，培养和吸引下一代Modeling与Simulation方面的优秀人才； 第三，加强等离子体物理学科建设，紧密结合国家科研项目培养人才。 为达到上述目标，依托高校数值模拟平台，与聚变院所紧密结合，组织“国家磁约束聚变大规模数值模拟与科学计算发展计划”（China ITER Modeling & Simulation Initiative），包括以下几个主要方面： 计算平台（相应的硬件和软件及队伍）； 模