中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)3通道數(shù)字反應(yīng)堆仿真與可視化系統(tǒng)
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【中國投影網(wǎng)資訊】仿真、理論研究和實驗是人類認識世界的三種方法，并且隨著高性能計算（HPC：High-Performance Computing）等技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字仿真在人類認識世界的過程中發(fā)揮著越來越重要的作用。可視化是幫助科研人員處理分析、理解仿真結(jié)果數(shù)據(jù)的重要手段，是仿真技術(shù)的重要組成部分。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)早在建校時就創(chuàng)辦了“原子核物理和原子核工程”等核工程專業(yè)。隨著國家核能戰(zhàn)略起步，對核科技人才需求日益迫切，與中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院實現(xiàn)強—強聯(lián)合，共同建設(shè)核科學(xué)技術(shù)學(xué)院。學(xué)院以國際重大科學(xué)研究計劃和國家重大核能戰(zhàn)略需求為牽引，依托熱核聚變實驗裝置、同步輻射光源等大科學(xué)裝置，聯(lián)合大型核電企業(yè)和設(shè)計院，圍繞先進裂變核能、磁約束核聚變能、加速器光源和同步輻射核技術(shù)應(yīng)用，培養(yǎng)具有堅實理論基礎(chǔ)和合理知識結(jié)構(gòu)、卓越創(chuàng)新思想和實踐技能的核科學(xué)技術(shù)高端科研、工程技術(shù)和管理人才。學(xué)院匯聚了一批國際知名的核領(lǐng)域?qū)＜液蛢?yōu)秀的年輕學(xué)者，院士3名，教授65人，副教授50人。學(xué)院現(xiàn)有1-4年級本科生共200余名，在讀研究生300余名。從2009年起每年約招收本科生100名、研究生100名，到2013年將達到在校師生1000人的規(guī)模。學(xué)院擁有“核科學(xué)與技術(shù)”國家一級重點學(xué)科，具有本-碩-博、工程碩士和博士后流動站等完整的教育和人才培養(yǎng)體系。學(xué)院匯聚了一批國際知名的核科學(xué)與工程領(lǐng)域?qū)＜液蛢?yōu)秀的年輕學(xué)者，擁有先進的專業(yè)教學(xué)研究實驗室和國家大科學(xué)工程實驗平臺，承擔(dān)了多項國家及中科院重大科研項目，為培養(yǎng)高素質(zhì)人才提供了保障。
FDS團隊是依托中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)核科學(xué)技術(shù)學(xué)院和中科院等離子體物理研究所反應(yīng)堆技術(shù)研究室組建的先進反應(yīng)堆設(shè)計研究團隊。團隊項目組在我院副院長吳宜燦研究員的領(lǐng)導(dǎo)下對先進反應(yīng)堆中子物理學(xué)進行了長期深入的研究，在此基礎(chǔ)上充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)研發(fā)了一系列擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進反應(yīng)堆設(shè)計分析軟件和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并以此開展了聚變驅(qū)動次臨界反應(yīng)堆（聚變-裂變混合堆）和加速器驅(qū)動次臨界反應(yīng)堆（ADS）物理概念設(shè)計研究。項目組開發(fā)的中子學(xué)軟件在國內(nèi)外核能領(lǐng)域已獲得了廣泛應(yīng)用和好評，如中子學(xué)建模軟件被選為ITER國際組織參考軟件，并被國內(nèi)外70余家知名核能設(shè)計研究單位所使用；其建立的中子學(xué)模型被ITER國際組織選作各參與國進行中子學(xué)研究的基準模型。相關(guān)軟件對提高反應(yīng)堆核設(shè)計效率和可靠性具有重要意義。項目組在次臨界堆物理概念創(chuàng)新研究方面的多項重要發(fā)現(xiàn)和發(fā)明證明了通過優(yōu)化次臨界堆設(shè)計可實現(xiàn)裂變核電站乏燃料（核廢料）的高效利用，為實現(xiàn)聚變能等先進核能技術(shù)的早日應(yīng)用提供了物理依據(jù)。
針對先進反應(yīng)堆（裂變/聚變）設(shè)計研究相關(guān)領(lǐng)域的實際需求，F(xiàn)DS團隊不斷深入開展數(shù)字仿真與可視化技術(shù)研究，積極發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專業(yè)應(yīng)用軟件。
FDS團隊依托多學(xué)科交叉優(yōu)勢和先進的軟硬件環(huán)境，近年來，在自動建模、科學(xué)可視化、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、集成仿真等方面開展了大量深入研究活動，提出了基于CAD的快速自動建模、混合可視化、基于分離場景的高效碰撞檢測等方法概念，自主開發(fā)了10余套大型專業(yè)軟件系統(tǒng)。其中，蒙特卡羅方法自動建模軟件MCAM，通過了ITER QA認證，被選作ITER核設(shè)計分析參考軟件，并已在60余家國際知名單位（歐、美、日、韓、印、中）得到應(yīng)用，目前用戶數(shù)超過100。
聚變、裂變、FDS/ADS次臨界堆等的設(shè)計與仿真平臺
此項目采用華控軟件新一代一體式多通道邊緣融合機，支持多屏桌面融合，具有多屏信號輸入接口，硬件邊帶生成功能：具有硬件 Overlap 邊帶（即公共像素）生成功能，包括桌面及 RGB 及 Video 窗口，不需要對應(yīng)用的2D、3D軟件或視頻的公共像素生成做特殊的定制，大大降低多通道工作站集群帶來的同步延時等問題，實現(xiàn)主動立體轉(zhuǎn)被動立體，并實現(xiàn)立體和非立體的任意切換使用，以及實現(xiàn)多畫面立體窗口、非立體窗口。大大提升了整套系統(tǒng)的綜合使用率，兼顧可視化仿真數(shù)據(jù)結(jié)果的還原、培訓(xùn)、會議等多種應(yīng)用。
立體效果方面還原了完美的逼真效果，非立體方面兼顧了WINDOWS桌面的任意應(yīng)用，此系統(tǒng)將在2011年對FDS團隊的科研成果提供有效的仿真平臺，2010年底投入使用以來得到了校方的高度贊譽。
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文章來源：中國投影網(wǎng)
