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超算应用,中国何以卫冕
来源:未知     作者:admin      2017-11-22 13:15       
    在美国丹佛举行的全球超级计算大会上,由清华大学地球系统科学系副教授付昊桓等共同领导的团队所完成的“非线性地震模拟”应用获得国际高性能计算应用领域最高奖“戈登·贝尔”奖,实现了我国高性能计算应用在此项大奖上的蝉联。20日,清华大学地球系统科学系召开了成果发布会。
    
    “戈登·贝尔”奖设立于1987年,是国际高性能计算应用领域的最高奖项,旨在鼓励将超级计算机的超强计算能力投入应用之中。过去30年中,美、日研究人员凭借运行在美国“泰坦”超级计算机、日本“京”超级计算机上的应用,都曾连续获得该奖项。去年,基于“神威·太湖之光”的应用“千万核可扩展大气动力学全隐式模拟”折桂,实现了该奖创办30年以来我国零的突破。
    
    设计实现了高可扩展性的非线性地震模拟工具
    
    本次获奖的成果“非线性地震模拟”,设计实现了高可扩展性的非线性地震模拟工具,是超级计算机在地震灾害研究方面的一次成功应用。
    
    即使是在科技高度发展的今天,预测地震仍然是世界性难题。地震等地质灾害对生命健康、经济、社会发展产生巨大的破坏,不断驱动科学家和工程师们去研究、模拟甚至预测地震。“非线性地震模拟”项目首次实现了对1976年唐山大地震的高分辨率精确模拟,使科学家可以更好地理解唐山大地震所造成的影响,并对未来地震预防预测等研究具有重要借鉴意义。
    
    研究团队选取了唐山大地震震源附近达320公里×312公里×40公里的空间区域,以0.001秒为时间单位,精确模拟了该区域在地震发生后150秒内的地质变化,分辨率可达到8米,频率可达到18赫兹。分辨率越高、频率越高,对地震模拟刻画越精确,能模拟地震的震级越大,而频率越高,则对高频信息的刻画越准确。而在此之前,美国团队在“泰坦”超级计算机上运行的地震模拟,分辨率和频率只有20米、10赫兹。
    
    预测地震的主要困难在于要同时对时间、空间和地震强度进行预测,而付昊桓团队将地震预测问题转化为地震模拟“亚”问题,对已知地点发生的地震进行时间、地震强度的模拟,针对余震预测、震级—频度关系、基于地震过程情景模拟的震害预测等进行了研究,难度大幅降低,对抗震防灾同样有重要意义。“尽管地震无法预测,但是基于这个模型,我们有望量化评估每个地点在发生地震时可能受到灾害有多大,对防灾减灾、城市规划设计有着重要意义。”付昊桓表示。