计算模拟平台研究室
主任: 张怀
成员: 马石庄 罗铁坚 张三国 李 菡 朱伯靖
定位:
    主要研究建立计算地球动力学所需的高性能并行有限元数值模拟和并行可视化平台系统。具体的研究内容包含地球动力学模型方程和算法、并行有限元计算软件、网格计算系统和高性能并行可视化软硬件平台和系统搭建等。同时,进一步考虑科学观测数据和数值模拟结果数据的同化和数据挖掘在计算地球动力学中的应用。把数据、大规模数值模拟分析、可视化分析等工具有机集成在统一的网格平台上,使地球科学家在网络上能够方便及时的获取完整的历史和最新的卫星、测量、地震、海啸、实验等方面的科学数据,并基于此开展大规模高性能计算模拟,从而高效率的开展科学研究。建设开放的计算地球动力学数值模拟平台,为地球动力学研究者提供高性能、界面友好、计算结果可视化、便于维护和改进的计算环境,使科研人员可以自由地下载他们所需要的串行、并行和网格计算所需要的源程序,集中他们的科研精力于科学问题的理解和模型的建立上,创造出更有水平的科研成果。建立我国具有知识产权的一整套并行计算程序库,能够开展不同尺度、不同类型的地球动力学考虑热、流体、相变和化学作用的大变形耦合问题的计算。使科学家能够根据自己建立的概念模型从网络中调用恰当的软件基于网格化的先进基础架构和工作模式,并通过软件共享方式开展更逼近真实自然现象的模拟计算,检验模型和深入研究,共同探讨边缘学科的前缘问题。
成果:
近些年来主要开展了大规模并行有限元程序自动生成系统和并行可视化技术在计算地球动力学中的应用方面的研究工作。重点实验室在学科布局上强调学科交叉的研究特色,将超大规模并行计算、高性能可视化和现代计算数学研究的最新成就,与地球动力学的科学问题有机紧密联系,开展多学科,多尺度的地球内部不同圈层动力学过程的前沿性基础研究;尝试最新科研成果向服务于国计民生方向的应用领域的转化,特别强调针对成矿机理、地震、海啸、地质灾害等与国民经济有关的资源、环境、减灾等应用基础研究工作。并集中年富力强的中青年科学家重点攻关一批具有显示度的科学研究领域和方向,如地震波传播过程的超大规模数值模拟,海啸波传播过程数值模拟和并行可视化等具有社会显示度的研究工作,同时填补了国内相关研究领域的空白,通过开展同国际上同领域著名高校和研究机构的国际合作,提高了中国科学院的国内和国际知名度。从而提高中国科学院在我国乃至世界的核心竞争力和计算地球动力学学科的特色竞争力。因此,计算地球动力学重点实验室在中国科学院甚至是国内地球动力学研究领域,具有独特的地位和特殊的作用。