千米超高楼怎么建？“天河二号”帮忙算

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超级计算机运算速度以亿亿次来计，造价也颇为不菲，那么超算都用来进行哪些计算？10月16日，由中山大学牵头，北京大学、中科院软件所、中科院深圳先进技术研究院、浙江大学、南方科技大学、广州大学和广东工业大学参与的国家重点研发计划高性能计算重点专项“适应于E级计算的可计算物理建模与新型计算方法”正式启动。接下来，利用“天河二号”超级计算机，科学家们将在医疗、建筑、核能利用方面实现一系列无法实际操作的模拟试验。

羊城晚报记者 王倩

通讯员 蔡珊珊

5课题推超算再上台阶

2015年11月16日，“天河二号”超级计算机以每秒3.39亿亿次双精度浮点运算第六度称雄全球超级计算机500强榜单。2016年6月20日，“神威·太湖之光”超级计算机系统超过“天河二号”，成为世界上首台运算速度超过10亿亿次的超级计算机。

据了解，此次启动的专项中的“E级超级计算机”的运算速度将达到每秒100亿亿次，是超级计算机发展史上的又一个里程碑，将给科学研究和工程应用提供超大规模数值模拟和高性能计算的平台，为揭开重大科学难题的深层秘密提供屠龙利器。

该项目正是旨在通过五个课题研究，针对超高精度医学影像、核能利用、血栓形成机理和超高建筑抗震分析四个涉及国计民生重要领域的应用问题，探索适应于E级计算的可计算建模及可扩展算法。

助力摩天楼抗震分析

课题负责人之一、广州大学李志山教授告诉记者，目前我国600米以上高度的建筑正逐年增加，而1000米以上高度建筑的研究和规划也已展开。于超高层建筑而言，安全性至关重要。我国是地震多发国，而超高层建筑密集的沿海地区又恰处于地震带或强震活跃区，因此抗震安全问题是建造超高层建筑所必须解决的关键技术难题。

李志山表示，超高层建筑具有庞大的构件数目、复杂的建筑形式和力学行为，现有的计算方法和硬件水平难以完成庞大的计算分析工作。因此，与E级计算有机结合，利用超级计算实现超高层建筑的非确定性抗震分析是非常有意义的。“通过计算，可以让超高层建筑在达到抗震标准的同时，还能节约建材，更安全、更经济。”李志山团队曾主持了上海环球金融中心、央视总部大楼、深圳平安金融中心、广州西塔等地标性超高层建筑的抗震性能评估。

为医疗核能帮大忙

此外，中大的项目团队通过研究E级计算，建立高精度的数学模型，在大幅降低病人遭受辐射剂量的同时，重建出高清晰度的医学影像。浙江大学马志为教授团队自主研发了模拟程序，可通过超级计算机模拟物理实验室中难以多次进行的危险性操作，并为最终实现安全利用核聚变打下基础。中山大学邓越凡教授团队则开展血小板激化的大规模数值模拟，利用数值模拟结果对血小板激发机理加以分析。

中山大学数据科学与计算机学院院长钱德沛告诉记者，此次项目课题目标都是达到百万核的并行计算水平。除了以上项目涉及的科学，数值风洞、数值南海、智慧城市、天文物理、地理探测等都需要超级计算机的支持。