國(guó)家超算中心建設(shè)的重大意義-文庫(kù)吧
2025-07-03 00:51 本頁(yè)面
【正文】 高性能計(jì)算機(jī)（HPC）應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域，為了了解和模擬出地下數(shù)千米的地質(zhì)構(gòu)造，需要通過地震波反射的方式來(lái)收集海量數(shù)據(jù)（一般二維數(shù)據(jù)12TB，三級(jí)數(shù)據(jù)高達(dá)幾百TB甚至PB級(jí)），然后進(jìn)行大量的密集計(jì)算和模擬，計(jì)算結(jié)果出來(lái)后還要轉(zhuǎn)換成直觀的可視畫面，方便專家對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋，為油氣鉆井定位提供參考。由于本身數(shù)據(jù)量和計(jì)算量過于巨大，同時(shí)為了尋找深層、隱伏和巖性油氣藏，對(duì)計(jì)算精度和實(shí)時(shí)性的要求越來(lái)越高。因此，石油行業(yè)對(duì)于計(jì)算能力的需求可謂是永無(wú)止境的。要知道今天打一口井的代價(jià)非常高昂，一般要花費(fèi)千萬(wàn)元，而在有些地區(qū)動(dòng)輒需要上億元，強(qiáng)大的高性能計(jì)算地震模擬可以幫助專家縮小誤差，避免損失。通過國(guó)家超算中心千萬(wàn)億次的集群系統(tǒng)，沙特可以充分發(fā)揮本國(guó)在石油勘探、石油開采等領(lǐng)域的實(shí)力，提高本國(guó)石油產(chǎn)品在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)力。有了這套高性能系統(tǒng)，可以進(jìn)一步發(fā)揮國(guó)家在石油行業(yè)的優(yōu)勢(shì)，充分利用國(guó)內(nèi)的石油資源，提高國(guó)家經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。. 國(guó)家超算中心可提升國(guó)家科研實(shí)力數(shù)值模擬與理論和實(shí)驗(yàn)三位一體是促進(jìn)21世紀(jì)科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)的三大支柱。高性能計(jì)算正在變得與計(jì)算密集型應(yīng)用越來(lái)越密不可分，已成為石油勘探、量子力學(xué)物理、天氣預(yù)報(bào)、氣候研究、分子建模、物理仿真、密碼分析等領(lǐng)域的重要手段，而只有千萬(wàn)億次級(jí)別的高性能計(jì)算系統(tǒng)才能幫助這些領(lǐng)域取得更加精湛的成就。. 國(guó)家超算中心提升CAE行業(yè)應(yīng)用實(shí)力CAE即計(jì)算機(jī)輔助工程設(shè)計(jì)，自二十世紀(jì)六十年代以來(lái)CAE技術(shù)得到飛速發(fā)展，其原動(dòng)力是不斷增長(zhǎng)的工業(yè)需求，其中航天航空、能源動(dòng)力等領(lǐng)域是其發(fā)展的強(qiáng)大的推動(dòng)力。目前在航空、航天、能源動(dòng)力等工業(yè)領(lǐng)域，利用CAE進(jìn)行反復(fù)設(shè)計(jì)、分析、優(yōu)化已成為標(biāo)準(zhǔn)的必經(jīng)步驟和手段。如大型復(fù)雜飛行器結(jié)構(gòu)的流固耦合計(jì)算，涉及計(jì)算空氣動(dòng)力學(xué)、計(jì)算燃燒學(xué)、計(jì)算傳熱學(xué)、計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)等眾多學(xué)科。航空航天業(yè)是應(yīng)用CAE最為廣泛的行業(yè)。究其原因，主要是航空航天器結(jié)構(gòu)復(fù)雜（通常需要進(jìn)行十萬(wàn)以上自由度的計(jì)算），力傳遞路線多，工作在多變的流體環(huán)境下（流體力學(xué)本身就需要大量的復(fù)雜計(jì)算），對(duì)可靠性、耐久性和損傷容限的要求很高，以及實(shí)驗(yàn)條件無(wú)法完全模擬真實(shí)環(huán)境（有的實(shí)驗(yàn)甚至根本無(wú)法進(jìn)行）等。這些原因都使航空航天業(yè)的發(fā)展離不開CAE仿真，并且越來(lái)越依賴于CAE仿真。在航空航天領(lǐng)域，重大力學(xué)問題、高超聲速科技工程、大型飛機(jī)工程中，計(jì)算科學(xué)對(duì)復(fù)雜空氣流動(dòng)力學(xué)原理的精細(xì)認(rèn)識(shí)、飛行器布局設(shè)計(jì)、機(jī)翼等關(guān)鍵部件的參數(shù)設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化、氣動(dòng)聲學(xué)和氣動(dòng)光學(xué)、返回艙黑障區(qū)電磁耦合、流固耦合、發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)流、多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化等方面，具有極其重要的支撐作用。在美國(guó)和歐盟大量采用高性能數(shù)值模擬提升飛行器設(shè)計(jì)能力的今天，體現(xiàn)核心競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)化設(shè)計(jì)也必須依賴于計(jì)算科學(xué)。. 國(guó)家超算中心可提高國(guó)家在國(guó)際上的影響力從世界超級(jí)計(jì)算機(jī)Top500 分布情況來(lái)看，超級(jí)計(jì)算能力與一個(gè)國(guó)家（地區(qū)）經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平密切相關(guān)。因此，美、歐、日等發(fā)達(dá)國(guó)家（地區(qū)）長(zhǎng)期投入巨大的人力、財(cái)力、物力發(fā)展超級(jí)計(jì)算能力，并幾乎壟斷全球超級(jí)計(jì)算機(jī)研發(fā)和應(yīng)用。在沙特，在Top500榜單中，近三年共六期的排名中，共有4次進(jìn)入Top500中。在2014年11月，有4臺(tái)進(jìn)入Top500。榜單年份排名安裝地點(diǎn)名字安裝年份應(yīng)用領(lǐng)域201462Saudi AramcoFaris2014Industry201493King Abdulaziz C
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