中国科学技术大学3通道数字反应堆仿真与可视化系统

    仿真、理论研究和实验是人类认识世界的三种方法，并且随着高性能计算（HPC：High-Performance Computing）等技术的发展，数字仿真在人类认识世界的过程中发挥着越来越重要的作用。可视化是帮助科研人员处理分析、理解仿真结果数据的重要手段，是仿真技术的重要组成部分。

    中国科学技术大学早在建校时就创办了“原子核物理和原子核工程”等核工程专业。随着国家核能战略起步，对核科技人才需求日益迫切，与中科院合肥物质科学研究院实现强—强联合，共同建设核科学技术学院。学院以国际重大科学研究计划和国家重大核能战略需求为牵引，依托热核聚变实验装置、同步辐射光源等大科学装置，联合大型核电企业和设计院，围绕先进裂变核能、磁约束核聚变能、加速器光源和同步辐射核技术应用，培养具有坚实理论基础和合理知识结构、卓越创新思想和实践技能的核科学技术高端科研、工程技术和管理人才。学院汇聚了一批国际知名的核领域专家和优秀的年轻学者，院士3名，教授65人，副教授50人。学院现有1-4年级本科生共200余名，在读研究生300余名。从2009年起每年约招收本科生100名、研究生100名，到2013年将达到在校师生1000人的规模。学院拥有“核科学与技术”国家一级重点学科，具有本-硕-博、工程硕士和博士后流动站等完整的教育和人才培养体系。学院汇聚了一批国际知名的核科学与工程领域专家和优秀的年轻学者，拥有先进的专业教学研究实验室和国家大科学工程实验平台，承担了多项国家及中科院重大科研项目，为培养高素质人才提供了保障。

    FDS团队是依托中国科学技术大学核科学技术学院和中科院等离子体物理研究所反应堆技术研究室组建的先进反应堆设计研究团队。团队项目组在我院副院长吴宜灿研究员的领导下对先进反应堆中子物理学进行了长期深入的研究，在此基础上充分利用现代信息技术研发了一系列拥有自主知识产权的先进反应堆设计分析软件和数据库系统，并以此开展了聚变驱动次临界反应堆（聚变-裂变混合堆）和加速器驱动次临界反应堆（ADS）物理概念设计研究。项目组开发的中子学软件在国内外核能领域已获得了广泛应用和好评，如中子学建模软件被选为ITER国际组织参考软件，并被国内外70余家知名核能设计研究单位所使用；其建立的中子学模型被ITER国际组织选作各参与国进行中子学研究的基准模型。相关软件对提高反应堆核设计效率和可靠性具有重要意义。项目组在次临界堆物理概念创新研究方面的多项重要发现和发明证明了通过优化次临界堆设计可实现裂变核电站乏燃料（核废料）的高效利用，为实现聚变能等先进核能技术的早日应用提供了物理依据。

    针对先进反应堆（裂变/聚变）设计研究相关领域的实际需求，FDS团队不断深入开展数字仿真与可视化技术研究，积极发展具有自主知识产权的专业应用软件。

    FDS团队依托多学科交叉优势和先进的软硬件环境，近年来，在自动建模、科学可视化、虚拟现实技术、集成仿真等方面开展了大量深入研究活动，提出了基于CAD的快速自动建模、混合可视化、基于分离场景的高效碰撞检测等方法概念，自主开发了10余套大型专业软件系统。其中，蒙特卡罗方法自动建模软件MCAM，通过了ITER QA认证，被选作ITER核设计分析参考软件，并已在60余家国际知名单位（欧、美、日、韩、印、中）得到应用，目前用户数超过100。

    此项目采用华控软件新一代一体式多通道边缘融合机，支持多屏桌面融合，具有多屏信号输入接口，硬件边带生成功能：具有硬件 Overlap 边带（即公共像素）生成功能，包括桌面及 RGB 及 Video 窗口，不需要对应用的2D、3D软件或视频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带来的同步延时等问题，实现主动立体转被动立体，并实现立体和非立体的任意切换使用，以及实现多画面立体窗口、非立体窗口。大大提升了整套系统的综合使用率，兼顾可视化仿真数据结果的还原、培训、会议等多种应用。

    立体效果方面还原了完美的逼真效果，非立体方面兼顾了WINDOWS桌面的任意应用，此系统将在2011年对FDS团队的科研成果提供有效的仿真平台，2010年底投入使用以来得到了校方的高度赞誉。