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2014年中国科学院超级计算应用奖--最佳应用奖
文章来源:  |  发布时间:2014-09-04  |  【打印】 【关闭

 

1. 《钛基合金组织形成及变形机制的高通量计算研究》

该项目集成第一原理、分子动力学、相场和有限元等不同尺度的模拟,紧密结合实验,借助高通量计算系统研究钛合金的微观组织演化、缺陷行为及其对力学性能的影响,取得了一系列创新性成果,为几种关键钛合金的优化奠定重要基础。

研究成果对理解钛合金中片层组织形成规律、塑性变形微观机制和新型钛合金的设计和工艺优化有重要推动作用;所研究的问题具有很强的科学意义与应用背景,计算规模大,实现了万核计算规模,累计机时达500 CPU 核小时;编写了多套微观组织及变形模拟程序,其中微观组织模拟的相场动力学部分程序已实现大规模并行化,万核级并行效率达70%以上;分子动力学模拟实现大规模并行,并实现GPU 应用。研究成果丰富、水平高、有较高的应用价值。

 

2. 《北京指纹会战并行计算》

该项目核心是基于北京市公安局刑侦总队实战系统,项目成果已经成为北京市公安局利用指纹破案时广泛使用的工具。通过与中科院超级计算中心的合作,完成了扩展性可达万核的指纹识别软件,实现了大批量指纹的高速比对。由于比对速度得到大幅提升,比对时间大大缩短,节约了大量比对过程中进行维护的人力、物力。检视结果在短时间内生成可以保证结果的时效性。使用检视结果,在短时间内抽调大量人力集中开展指纹会战,可提高工作效率,达到事半功倍的成效。基层技术人员直接检视比对结果,省去了提交比对和等待的复杂过程,降低了劳动量,节省了警力。该工作模式为我国指纹应用领域首创,目前已被推广至其他省市公安机关,得到公安部认可,指纹识别算法已完成了GPU 改造,将进一步利用GPU 集群的计算优势开展工作。

该项目在我国首个拥有自主产权指纹识别软件上开展了并行化工作,完成了扩展性达万核的计算,2048 个核并行计算效率达80%,完成了GPU 加速进行工作,是GPU 应用的一个卓越典范;计算规模大,效率高,累计机时达361 CPU 核小时。该项成果得到了公安部认可,有效服务于公安工作,应用成果获得了实战检验,产生了很好的经济和社会效益。

 

3. 《中国科学院地球系统模式研制和并行效率提升》

围绕气候变暖等全球变化相关问题的研究,是当今世界头等重大的科学问题之一,对该科学问题的研究结论也是当前国际气候环境外交的基础。作为研究气候变化的最有力工具,地球系统模式(和气候系统模式)的研制,是国际上知名大气科学研究机构投入大量人力、物力的一项最重要研究工作。

中国科学院地球系统模式的研制,是中科院大气物理研究所列入“一三五”规划要开展的最重要研究工作。该项目在我国多年来气候系统模式发展成果的基础上,初步研制了新一代中国科学院地球系统模式(CAS ESM),包含大气、海洋(海冰)、陆面、生态植被、气溶胶和大气化学、海洋生物地球化学和陆地碳氮循环过程等,CAS ESM 中的大部分分系统模式源自有我国自主产权的研究工作。

该项目有重要应用背景,从模式、计算方法到软件都有创新,工作量大,也是需迫切解决的问题。该项目完成了大气环流模式IAP AGCM4.0 的二维剖分的并行算法设计、调试和长期积分试验;完成了大气环流模式IAP AGCM4.0 的高分辨率(0.5°×0.5°)的并行版本定型;完成了陆表过程模式(CoLM)和全球植被动力学模式(IAP-DGVM)的耦合,并通过大量的模拟试验评估了耦合性能,其成果水平高,具有极广泛和重要的实用意义。

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