桑迪亚国家实验室“计算物理”数值模拟软件

CCR 和 Sandia 在计算科学和工程领域拥有悠久而杰出的领导历史，其中包括大规模并行计算，不确定性量化，数学优化，可扩展求解器，软件工具包和科学软件工程等。CCR 负责管理，利用和扩展这些功能，以始终响应 Sandia 的即时任务需求。同时，CCR 预计并追求可能会影响未来任务需求的数学和计算技术。

1. 计算冲击与多物理场

桑迪亚（Sandia）的计算冲击与多物理系 01443 使用多种多物理场离散技术提供独特的最新建模和仿真功能，可以为美国国防和能源计划模拟高应变率，磁流体动力学，机电和高能量密度物理现象。为了实现这一目标，我们在计算冲击物理和方法方面进行了积极的研究与开发计划，生成了高性能的应用代码，以解决对 DOE，DoD，DHS 和其他美国政府机构重要的相关问题，并支持生产使用我们主要客户的代码。

现行开展的项目有：

  • ALEGRA
  • Albany

2. 持续优化

我们进行基于工程优化的高级算法的研究与开发。这包括工程设计优化，模型校准（即参数估计）和材料识别（或反演）。通常，我们要解决的问题具有由偏微分方程解给出的等式约束。我们在旗舰软件工具 DAKOTA（http://dakota.sandia.gov）和 Trilinos（http://trilinos.sandia.gov）中实现了这些算法。我们的优化功能可以单独使用，也可以作为高级策略中的组件使用，例如基于代理的优化，混合整数非线性规划或不确定性下的优化。

现行开展的项目有：

  • QOALAS - Quantum Optimiztion and Learning and Simulation

3. 多物理场仿真技术

多物理场仿真技术公司开发了先进的或新颖的仿真方法和应用软件，旨在用于高性能计算平台上，以解决当前具有国家重要性的棘手问题。当前的战略重点包括开发和应用用于材料破坏，破裂和破碎的近动力学和无梯度方法，以及开发支持核能的新综合能力，包括反应堆性能和安全性以及废旧核燃料的存储和处置。核心能力包括 PDE 解决方案方法，多尺度技术，多物理场耦合，嵌入式不确定性量化，本构模型和代码开发。

现行开展的项目有：

  • CASL
  • Aeras: A Next Generation Global Atmosphere Model
  • Albany
  • Decaf - High-Performance Decoupling of Tightly Coupled Data Flows
  • Coupling Approaches for Next Generation Architectures (CANGA)
  • Compose

4. 数值分析与应用

应用数学和数值分析为 Sandia 成功应用高级计算解决全国规模的问题提供了关键基础。这些工作包括开发新的数字离散化方法，该方法对于多物理场问题可以证明是稳定的和收敛的，还包括在存在不确定性的情况下进行数学优化的算法和工具，这些不确定性使基于计算机仿真结果的关键决策得以做出。在每种情况下，这些方法都是在对基础数学有敏锐认识的情况下开发的，并被广泛应用于能源，地球科学，气候和国家安全领域。

  • 发表于 · 2022.04.12 23:29 · 阅读 · 1234

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