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Large-scale Fusion Simulation
【2013.7.26 4:00-5:00pm,Hall】

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 2013-6-03 

  Colloquia & Seminars 

  Speaker

      

   林志宏University of California, Irvine 

  Title

  

   Large-scale Fusion Simulation                         

 

  Time

    2013.7.26 4:00-5:00pm                                      

  Venue

  Hall

  Abstract

 

    After half a century of intense pursuit, fusion remains an elusive goal as an attractive solution for the world’s increasingly critical energy problem. The key obstacle for reaching the ignition has been the lack of fundamental understanding, and thus the limited ability of controlling the complex, nonlinear, and dynamical system characteristic of high temperature plasmas in fusion experiments. Renewed optimism in magnetic confinement has come from recent progress marked by the strong coupling between experiment, theory, and simulation. In particular, large-scale simulations enabled by the ever increasing power of modern computers are rapidly advancing the fusion energy science.

    Confinement and stability properties of fusion plasmas depend on cross-scale interaction of multiple physical processes of microturbulence, energetic particle instabilities, and magnetohydrodynamic (MHD) modes. I will discuss the development of the integrated particle simulation of these kinetic-MHD processes critical to ITER fusion experiments. Such large scale fusion simulation requires interdisciplinary collaborations involving plasma physicists and computational scientists. I will also highlight recent progress in the verification and validation of the simulation model and in the studies of nonlinear wave-particle interactions underlying the transport processes in collisionless plasmas.

  Affiliation

    美国加州大学Irvine分校教授。北京大学1989学士,普林斯顿大学1996博士。2000年获美国青年科学家与工程师总统奖,2004年获美国国家科学基金 NSF CAREER Award2006年获选为美国物理学会会士(APS Fellow)。2009年受聘为中国教育部长江讲座教授,组建北京大学聚变模拟中心。2013年任国家磁约束核聚变能发展研究专项《托卡马克大规模数值模拟》项目首席科学家。 

    基于大规模模拟预见了后来在聚变实验上观测到的自组织带状流调制湍流现象,带动了大量有关湍流-带状流相互作用的理论和实验研究,1998年发表在《Science》上的文章是等离子体物理引用最多的论文之一。发现等离子体反常输运与聚变装置尺度的定标关系、揭示湍流扩散的本质,导致反常输运模型的修正并激发学术界对湍流扩散的广泛研究。发现环向非线性耦合及波-粒子相互作用决定等离子体湍流饱和及输运过程。为等离子体大规模模拟提出新的物理模型、计算方法、及高效率并行算法,并得到广泛应用。领导开发磁约束核聚变模拟程序GTC,并行化超过十万核,可有效利用GPU加速。领导美国能源部SciDAC大规模数值模拟开创计划的跨学科多单位合作项目,成功开拓回旋动力学模拟聚变快离子湍流及输运这一全新、对国际热核聚变实验堆ITER非常重要的研究领域。 

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