科学与工程计算国家重点实验室(中国科学院数学与系统科学研究院) - DGSO百科
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科学与工程计算国家重点实验室(简称LSEC)依托中国科学院数学与系统科学研究院,实验室是在已故著名数学家、中国计算数学的奠基人和开拓者冯康院士的倡导、并亲自筹备和组织下,由原中国科学院计算中心从事计算数学研究的部分课题组成的。实验室建于1990年,1993年10月经中国科学院验收后正式投入运行。1994年,向国内外开放。1995年9月,通过国家验收

简要概况

科学与工程计算国家重点实验室(简称LSEC)依托中国科学院数学与系统科学研究院,实验室是在已故著名数学家、中国计算数学的奠基人和开拓者冯康院士的倡导、并亲自筹备和组织下,由原中国科学院计算中心从事计算数学研究的部分课题组成的。实验室建于1990年,1993年10月经中国科学院验收后正式投入运行。1994年,向国内外开放。1995年9月,通过国家验收。实验室主任是袁亚湘研究员。实验室学术委员会主任是中国科学院院士石钟慈。

研究领域

实验室主要开展科学与工程计算中具有重要意义的基础理论研究,解决科学与工程领域中的重大计算问题,着重研究计算方法的构造、理论分析及实现。研究内容包括:动力系统与数值方法,研究各类保结构算法的理论、算法的构造和数值试验;有限元边界元方法,针对具有应用背景的椭圆边值问题及其它相关问题,提出适合于这些问题的有限元边界元新型高性能计算方法;数理方程的反问题,对地震勘探数据处理中与波动理论有关的一些反演问题的数值方法的研究;非线性最优化,主要研究求解非线性规划的新算法以及算法的收敛性;计算流体力学,研究非定常不可压N-S方程和可压缩流的计算方法;并行计算方法和科学计算可视化。

项目成果

实验室建设以来在动力系统几何算法,非线性优化,有限元边界元,数理方程反问题,计算流体力学,并行算法,科学计算可视化等方面取得了大量的研究成果,十分突出的是关于哈密尔顿系统的辛几何算法的研究。实验室在设备研制方面也取得了显著的成绩。哈密尔顿系统是描述各种守恒的物理和力学过程的三种基本形式之一。冯康先生及其研究小组系统地提出了哈密尔顿系统的辛几何算法,解决了一系列理论和数值计算问题,获得了远优于已有方法的计算效果。主要成果包括:提出了辛几何算法;发展了生成函数理论;在此基础上构造了种类繁多的任意阶精度的辛格式,研究了它的对称性和守恒律;把辛算法思路推广到更一般的动力系统,构造了切触格式,保体积格式,多辛格式等,发展了一套利用组合格式达到高精度的保结构算法。冯康先生等在辛算法方面的研究工作以其特有的创新性、系统性、广泛性、理论完整性和成果丰富多才性受到了国际知名学者的高度评价。十余年来,冯康先生的工作已经带动了国际上一系列相关研究,并已在天体力学、分子动力学、刚体和多刚体运动等领域的研究中得到了成功的应用。《哈密尔顿系统的辛几何算法》获得了1997年度国家自然科学一等奖。

仪器设备

1998年由实验室副主任张林波主持,自行研制了一套34个结点的微机机群系统,该系统总内存8.6GB,峰值运算速度为每秒106亿次, 相当实验室当时其它所有计算机运算能力之和的3至4倍。该系统的建造与应用,为国内许多单位(如北京大学湍流与复杂系统研究国家重点实验室,北京应用物理与计算数学研究所等)建设同类机群提供了经验。2000年,实验室自行研制了第二套高性能PC机群系统, 共包含128个处理器,64GB内存, 计算结点浮点峰值性能为每秒660亿次, 实测Linpack性能超过每秒400亿次。2002年9月,实验室与973项目“大规模科学计算研究”联合购置了一套包括512个处理器,浮点峰值性能超过每秒1万亿次的服务器机群系统。

学术团队

实验室现有科研究人员18人,其中研究员13人,中国科学院院士2人(石钟慈、林群)。实验室十分重视队伍建设和人才培养工作,尤其注重青年学术骨干的培养和引进。通过中国科学院“百人计划”已引进3位年轻的学科带头人,其中杜强被国家科技部任命为973项目“大规模科学计算研究”首席科学家;陈志明获得国家杰出青年基金,现担任实验室副主任。一批优秀青年学术骨干脱颖而出,他们在各自的研究领域已取得可喜的成果,也获得了一些荣誉。例如,袁亚湘曾获1995年首届“冯康科学计算奖”,1996年度“中国青年科学家奖”,国家杰出青年基金,1998年“全国十大杰出青年”称号;张林波曾获1995年度“中国科学院青年科学家二等奖”,1997年度“中国科学院优秀青年”;胡星标获1997年度“中国科学院青年科学家二等奖”;白中治获1998年度中国科学院自然科学三等奖,1999年度“中国科学院青年科学家二等奖”和“中国科学院优秀青年”称号。