[发明专利]基于超级计算机的磁约束聚变融合数值处理系统

说明书

本发明提供一种基于超级计算机的磁约束聚变融合数值处理系统，包括：通信连接的磁约束聚变实验装置和磁约束聚变数值装置，所构成的磁约束聚变融合数值处理系统。所述数值装置部署在超级计算机上，所述数值装置中设置有实验模拟模型。本发明能够基于网络超级计算平台，充分发挥计算资源的优势，将磁约束聚变领域的实验装置和数值装置有机结合，形成一种磁约束聚变融合数值处理系统，能够推动磁约束聚变能源的工业化进程。

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，具体涉及一种基于超级计算机的磁约束聚变融合数值处理系统。

背景技术

能源与人类的生存息息相关，是推动人类社会、科学技术和经济高速发展的重要保证。但是随着人类社会的不断发展，以煤、石油、天然气为代表的传统能源正面临着储量不足和环境污染等一系列问题。核聚变能源作为新一代能源的代表，具有储量巨大、安全清洁等特点，是现今社会重点研究的理想替代能源。可控磁约束核聚变是实现核聚变能源工业化生产的重要途径之一，通过对磁约束核聚变实验装置和数值模拟的研究，推动了该领域的良性发展。其中，托卡马克的研究和应用在磁约束聚变领域处于领先地位，目前正在建设中的国际热核聚变实验反应堆（ITER）是实现核聚变能和平应用的重要里程碑。

磁约束聚变托卡马克实验装置作为实现聚变能源的最终途径和重要研究手段，世界各国均在发展自己的，为未来大型聚变装置累积技术储备。目前在世界范围内运行的托卡马克装置主要有：美国的DIII-D，欧洲的JET，日本的JT-60U，韩国的K-Star和我国的EAST、HL-2M等等。磁约束聚变实验装置的研制有助于验证核聚变反应堆系统的工程可行性，综合测试聚变产能所需的各项参数和主要核心部件。

磁约束聚变高性能数值模拟是科学研究和指导设计的关键，其在理解、控制、调控、可控核聚变燃烧等离子体不稳定性具有至关重要的作用；是优化燃烧等离子体运行模式，改善等离子体约束和输运的重要工具；是设计和制造先进的核聚变装置的重要依据。

磁约束聚变的实验装置和数值模拟是两个重要的研究手段，虽然在某些程度上二者可以相互作用，但缺乏在整体的有机融合和数据的实时交互。这使得磁约束聚变领域分化为两个相对独立的研究方向，难以充分发挥其在科学研究和工程设计上的重要作用。

大规模计算资源是磁约束聚变数值模拟研究的重要支撑和前提，随着计算机技术的飞速发展，超级计算机的性能和普及度越来越高，已经成为辅助科学研究和工业生产的重要工具。结合超级计算、物联网、云计算、大数据和人工智能的五大融合网络超级计算平台是超级计算的重要发展方向，会更加有效的促进科学研究、实验测试、工业生产的有机融合。

发明内容

针对上述技术问题，本申请提供一种基于超级计算机的磁约束聚变融合数值处理系统，用于至少解决上述问题之一。

本申请采用的技术方案为：

本申请实施例提供一种基于超级计算机的磁约束聚变融合数值处理系统，包括：磁约束聚变实验装置和磁约束聚变数值装置，所述数值装置部署在超级计算机上，所述数值装置中设置有实验模拟模型；所述超级计算机包括处理器和存储有计算机程序的存储器，当所述处理器执行所述计算机程序时，执行如下步骤：