高性能科学计算的基础算法与可计算建模.docx
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2024-01-24
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高性能科学计算的基础算法与可计算建模
科学计算是20世纪重要科学技术进步之一，伴随着电子电脑的出现而迅速发展并得到广泛
应用。科学计算已与理论研究和实验研究相并列成为科学研究的第三种方法， 成为促进重大科学
发现和科技进步的重要手段。 现今科学计算已是表达国家科学技术核心竞争力的重要标志， 是国
家科学技术创新发展的关键要素。 国家重大战略需求中许多科学问题的解决高度依赖于科学计算
中基础算法与可计算建模的发展水平。 在科学基金的框架内， 以实际需求为牵引， 从基础研究入
手，加强科学计算领域的重要基础科学问题研究， 设计高效基础算法和建立满足实际精度要求的
可计算模型以降低计算复杂度和计算量， 显著提高利用电脑解决科学与工程问题的能力， 满足实
际应用不断增长的要求，是本重大研究计划设立的目的。
因此，本重大研究计划的实施将为前沿科学研究和重大需求提供进一步的科学计算支撑， 有
力地促进科学计算硬、 软件协调发展， 促进数学与其他学科的交叉融合， 培养一批高水平的科学
计算复合型人才，推动科学计算乃至科学技术的跨越发展。
一、科学目标
本重大研究计划围绕基础算法与可计算建模这一主线， 开展科学计算的共性高效算法、 基于
机理与数据的可计算建模和问题驱动的高性能计算与算法评价研究， 推动我国高性能科学计算的
发展，为解决科学前沿和国家需求中的瓶颈问题提供关键的数值模拟技术和方法支撑。
〔1〕在共性高效算法研究中取得原创性和系统性的成果， 特别是在偏微分方程高保真高效
离散方法、非线性特征值问题算法、复杂目标优化方法等的构造、 基础理论和并行实现技术方面 取得突破。
〔2〕在重要科学问题的可计算建模和高性能计算方面，重点突破涉及多过程耦合、数据驱 动以及模型和数据互
补的建模难点， 提出实用的可计算模型，实现高效使用数十万处理器核的大
规模数值模拟。
〔3〕在学科建设与人才培养方面，聚集和造就一批站在国际前沿、 具有创新能力的科学计
算复合型人才，形成多个高水平的学科交叉研究团队，实现我国科学计算的跨越式发展。
、核心科学问题
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