济南超算多领域发力

    借助神威蓝光超级计算机，国家超级计算济南中心研发出一批国际领先的科技成果　吕文 摄

    ◆导报记者 吕文　通讯员 于萍 吴小羽 济南报道

　　“最近一段时间，我国超级计算机运算速度连续刷新世界纪录，表明我国超算已经进入活跃期，在国民经济各个领域的应用前景越发广阔。”在国家超级计算济南中心日前举办的2014年度用户大会上，中科院计算所计算机体系结构国家重点实验室研究员张云泉对经济导报记者表示。就在不久前，国际TOP500组织公布了全球超级计算机500强排行榜，由我国国家超级计算广州中心研制的天河二号的运行速度再次获得冠军，这已是天河二号自去年6月以来连续第3次称雄世界。值得一提的是，作为科技部批准成立的全国4个千万亿次超级计算中心之一，国家超级计算济南中心的全国产神威蓝光超级计算机再次蝉联中国TOP100第三名，并产生了一批国际领先的科技成果，为“山东智造”乃至“中国智造”的科学发展提供了科技支撑。助力飞机研制据测算，天河二号的峰值计算速度达到每秒5.49亿亿次，而持续计算时的速度每秒可达3.39亿亿次。假设每人每秒钟进行一次运算，天河二号运算一小时，相当于13亿人同时用计算器算上1000年。借助海量的运算能力，天河二号已经运用于探月工程、载人航天、石油勘探、汽车飞机的设计制造、基因测序等领域。“山东的神威蓝光超级计算机性能很好，为我国的飞机研制做出了贡献。”山东省科学院计算中心主任兼国家超级计算济南中心主任顾卫东说，目前我国正处于民航运输高速发展的战略机遇期，未来20年，我国需要2000多架大型飞机。可高扩展计算流体力学程序是飞机制造时气体总体技术需解决的基本问题，在确保飞机安全性的同时，提高飞行效率、减轻飞机的机体重量是最主要的技术目标，也是大型飞机在商业竞争中成功的技术保障。为此，该中心近日在计算流体领域与上海大学合作，自主研发了具有国际领先水平的可高扩展的计算流体力学程序，为推动我国飞机的气动力精确计算奠定了基础，拓展了国产超级计算机的应用领域。“电磁仿真”打破国外垄断电磁研究无论在民用还是国防领域都有着非常重要的地位，对于我国的航天、航空、航海等战略性新兴产业具有现实、长远的意义。目前，我国大规模并行电磁精细计算研究方面存在缺乏自主知识产权、严重依赖国外软件、大规模并行计算能力不足、计算效率低下等瓶颈问题，严重制约了我国新型电子信息系统的快速发展。基于以上现状，国家超级计算济南中心与西安电子科技大学在电磁仿真方面展开合作，自主研发了具有国际领先水平的大规模并行电磁仿真求解器，实现了复杂电磁环境模拟能力的跨越式发展。“这一研究成果能够直接推动电子信息相关产业快速发展，缩短产品研发周期，节省研发投入，必将产生很大的经济效益。”顾卫东举例说，采用实验测量方法研制机载、星载、航载大型相控阵天线，其样机原材料采购、加工、调试、测试等费用往往超过1000万元，而采用软件模拟却能够节省60%到70%的费用。该课题后续的研究成果将打破国外高端电磁软件的垄断封锁，为国家节省大量软件购买开支。多旋翼机远距离监测烟气我国冬季持续出现的雾霾天气为大气污染防治提出了新课题。为了解决固定污染源烟气排放监测数据真实性差的问题，需要有新的烟气排放监测方法。为此，国家超级计算济南中心推出了多旋翼远距离烟气监测系统。导报记者注意到，该系统采用旋翼移动平台，不与电厂等生产厂家设施、设备直接接触，通过搭载在移动平台上的传感设备得到烟气排放的定量数据。它不仅实现了精准定位自主飞行，还实现了烟气数据的实时采集分析，填补了我国远距离移动式烟气监测的空白，提高了我国环保部门的大气环境监测技术水平。“超级计算机拥有海量的运算能力，如果得不到充分利用，势必造成资源的巨大浪费。我省的超级计算机除了支持国家重大科技创新之外，在服务地方经济发展方面正发挥越来越大的作用。”顾卫东介绍说，截至目前，国家超级计算济南中心已在工业设计、海洋科学、信息安全、电子政务、气候气象、金融业、航空航天、智慧城市以及科学计算等方面实施了一系列应用，服务的企事业单位超过400家，系统平均利用率保持在75%以上。