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会议纪要


2021年10月20日,第七届高性能计算中间件技术研讨会(HPCMid2021)在广东省珠海市珠海国际会议中心成功召开。本届研讨会以“高性能CAE与数字化”为主题,围绕重大装备研制和重大工程建设的数字化发展需求,探讨高性能CAE的软件研发技术、工程应用案例和云化发展趋势。

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 研讨会简介

高性能计算中间件技术研讨会面向科学与工程计算数值模拟应用在当前及下一代超级计算机上面临的挑战,围绕高性能计算中间件关键技术,邀请国内外学者报告最新研究进展和探讨未来发展趋势。会议创办于2015年,每年固定在全国高性能计算学术年会前一天举行,已分别在无锡、西安、合肥、青岛、呼和浩特、绵阳、珠海成功召开了七届。

研讨会概况

本次会议吸引了来自国内CAE企业、研究院所、高等院校等诸多专家学者。研讨会组委会成员莫则尧研究员(中国工程物理研究院)、张林波研究员(中国科学院数学与系统科学研究院)、曹小林研究员(中物院计算机应用研究所)、金钟研究员(中科院计算机信息网络中心)、刘青凯研究员(北京应用物理与计算数学研究所)、田荣研究员(中物院高性能数值模拟软件中心)、徐小文研究员(北京应用物理与计算数学研究所)、杨灿群研究员(国家超级计算天津中心)等出席了会议。

会议议程包括邀请报告和Panel主题讨论两个环节。

会议共安排了9个邀请报告,报告人分别为:

丘水平|华为技术有限公司,工业软件云产品部部长、工业软件及工业云CTO

李彦成|百度在线网络技术(北京)有限公司、深圳市奥思网络科技有限公司, 架构师

钱战森|中国航空工业空气动力研究院,副院长、研究员

罗文波|北京空间飞行器总体设计部,结构与结构专业副总师、教授

闵  强|中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所,副主任、高级工程师

许开龙|中物院高性能数值模拟软件中心,副研究员

褚学森|中国船舶科学研究中心,研究员

张国新|中国水利水电科学研究院,正高级工程师

杨灿群|国家超算天津中心,主任、研究员

在Panel主题讨论环节,丁肇辉、李彦成、钟康游、原力、杨灿群作为嘉宾,围绕“CAE云化”,与参会人员进行了热烈的讨论。

邀请报告

首先研讨会主席莫则尧研究员做开幕致辞,介绍了本届研讨会的背景与主题。他指出,工程仿真旨在解决实际应用问题,研讨会希望搭建工程仿真技术研发与推广的开放交流平台,为工程仿真未来发展做出有益的探索。

随后,张林波研究员和刘青凯研究员分别主持了上午的报告。

 来自华为技术有限公司工业软件云产品部部长、工业软件及工业云CTO丘水平做题为《共建工业云平台,探索国产工业软件之路》报告。报告指出当前乱而后治的数据治理模式拖慢了数字化进程,并提出了基于模型使业务一体化融合、工业数字化转型的基本方法。随后介绍了华为技术有限公司提出的面向业务对象,先建模、后数据的数据管理理念,以及实现该数据管理模式的具体措施。报告认为面向对象的数据管理模式能推动多企业在集成环境中共同开发工业软件。

  来自百度在线网络技术(北京)有限公司、深圳市奥思网络科技有限公司的架构师李彦成做题为《中国开源加速HPC创新发展》报告。报告总结了我国开源项目发展在“破土”、“风起”和“云涌”等不同阶段展现的特征,指出科研院所支持的传统HPC开源项目仍然处于破土和风起阶段,面向机器学习的HPC开源项目已经进入云涌阶段、走进了国际视野。报告讨论了为什么要做开源项目和开源项目怎么做等问题。

 来自中国航空工业空气动力研究院的副院长、研究员钱战森做题为《航空飞行器多学科数值模拟技术》报告。报告指出传统的单学科数值模拟已经无法满足现代航空飞行器的精细化、快速设计要求,多学科综合优化越来越受到重视。报告提出“气动+”多学科耦合模式是航空飞行器的重要发展方向。但相比于单学科模拟,多学科模拟技术目前还不够成熟,在数据交互标准、技术/软件验证与确认等关键技术方面还需继续发展。

 来自北京空间飞行器总体设计部的罗文波教授做题为 《航天器研制中的CAE仿真》报告。报告介绍了国内航空器在地面制造、入轨发射、在轨运行、返回再入等研制阶段的特点及挑战,并详细介绍了CAE仿真在各个阶段的应用。同时介绍了航天器CAE仿真的当前需求和远期需求,并对未来航天器研制中的CAE仿真提出了展望。

  来自中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所的副主任闵强做题为 《高性能计算在飞行器强度CAE仿真中的应用》报告。报告首先介绍了飞行器设计的建模、计算分析、结果提取和试验对比分析等阶段中CAE仿真的应用与发展,其次介绍了基于云环境的强度设计流程辅助软件的开发及应用,分享了如何在个人电脑上进行“规范化”工作。最后对飞行器结构强度仿真未来的规划进行了展望,指出了飞行器结构平台应从定期维护转变为视情维护,且未来应该多学科智慧高效协同合作。

 下午的4个报告由徐小文研究员和田荣研究员主持。

来自中物院高性能数值模拟软件中心的许开龙副研究员做题为 《茉莉平台支撑装备流体力学仿真APP快速研发实践》报告。报告介绍了中物院高性能数值模拟软件中心自主研发的高性能CAE软件快速研发平台—“茉莉平台”产品,介绍茉莉平台助力若干装备仿真APP快速研发的实践。并详细介绍了茉莉平台中流体力学解算器库的研究进展及典型应用支撑。

 来自中国船舶科学研究中心的褚学森研究员做题为《针对海洋装备领域的高性能计算发展探讨》报告。报告介绍了多种场景的仿真特点及对高性能计算的需求,分享了702所自主软件(THAFTS、NaViiX,SWLVM软件等)的开发现状,同时探讨了在海洋装备仿真中超算应用的挑战及发展,指出在海洋装备领域高性能计算有巨大的需求和重要的意义,需要多方联合推动海洋装备的发展。

  来自中国水利水电科学研究院的张国新研究员做题为《水利工程结构CAE仿真》报告。报告指出近年来数值模拟在水利工程中发挥着越来越重要的作用,由于水利工程独特的特点,其数值模拟展现出了不同的需求和难点。由多单位联合承担的“十三五”项目“复杂工程力学高性能应用软件研发”,针对水利工程中数值模拟的关键难点问题取得了重要成果。报告提出应该让“专家做专家的事情”,这样的软件开发模式才使得项目顺利且高效完成。

  来自国家超级计算天津中心的杨灿群研究员做题为《天津超算中心CAE应用情况》报告。报告介绍了天津超算中心在汽车行业、能源环保、高端装备和健康医疗等领域所开展的CAE应用服务情况,以及与企业合作的典型应用案例,帮助了诸多企业节约研发成本、缩短研发周期、培养人才团队,创造了社会经济效益。并提出应充分利用超算中心的服务条件和算例资源,合作研发并推广应用国产CAE软件。

 Panel 讨论

Panel讨论环节由莫则尧研究员主持,围绕“CAE云化”这一主题,五位嘉宾结合各自研究与经验,畅所欲言,现场气氛十分热烈。

 来自百度的架构师李彦成分享了从开源角度助力CAE发展的看法,希望将基础软件开源。一方面,避免不同科研团队在开发过程中做重复性工作,造成浪费,让领域专家为同一研究内容共同发力,基础软件获得更好的发展;另一方面,基础软件在开源之后能够让更多的研究人员来使用,从而验证软件的置信度,保障软件的可靠性。

 来自华为的HPC专家丁肇辉分享了有关CAE云化的思考和建议,指出CAE云化能够解决高性能计算中的数据相关问题,利用云的虚拟化能够很好的解决前处理,数据可视化等问题,同时云技术能够解决数据存储及数据传输中的安全问题,满足数据敏感用户的需求,比传统的超算更为安全。

 杨灿群主任分享了有关CAE软件的看法。他指出,依赖进口CAE软件存在制约问题和泄密风险。同时,国产CAE软件在通用方面较为薄弱,迫切需要大力发展国产CAE软件,并且通过为企业提供服务,不断迭代验证,提高软件的质量、性能和准确性。他认为,通过云的方式提供CAE软件服务,能够降低超算的使用门槛,为用户提供便捷。

 原力副总裁结合多年CAE软件研发及工业软件研究的经验,认为CAE云化有以下三方面的含义:一是CAE云化的定位应该是商业模式,而不是技术;二是CAE云化改变了CAE软件的分发方式;三是CAE云化有缺陷,CAE软件上云之后,打破了传统CAE软件交付方式的生态链条,缺少传统交付模式中的代理商提供的技术服务这一模块,如何在CAE云化之后补充技术服务这一功能值得探索。

 来自国家超级计算广州中心的钟康游研究员结合多年高性能计算领域应用及平台的研发经验,指出他们通过观察“星光”平台CAE软件的使用,发现Fluent用的多,而国产“风雷”软件用的很少。他认为个人应用对HPC性能要求不高,国产自主软件应重视软件功能的完善性,兼顾外国商业软件的特点,从而能够逐渐培养用户使用国产软件的习惯。

 在随后的互动环节中,现场听众踊跃发言,问题范围涉及CAE代码的开发模式、CAE代码的开源标准、高性能CAE云化的数据传输、CAE云化最终形态的展望等等。五位嘉宾及主持人针对以上问题,进行了精彩的发言,阐述了自己的观点,引发了大家热烈的讨论。