科學與工程計算國家重點實驗室（中國科學院數學與系統科學研究院）

科學與工程計算國家重點實驗室(簡稱LSEC)依託中國科學院數學與系統科學研究院，實驗室是在已故著名數學家、中國計算數學的奠基人和開拓者馮康院士的倡導、並親自籌備和組織下，由原中國科學院計算中心從事計算數學研究的部分課題組成的。實驗室建於1990年，1993年10月經中國科學院驗收後正式投入運行。1994年，向國內外開放。1995年9月，通過國家驗收

基本介紹

• 中文名：科學與工程計算國家重點實驗室
• 外文名：State Key Laboratory of science and Engineering Computing
• 建立時間：1990年
• 機構管理：中國科學院數學與系統科學研究院
• 行政隸屬：中科院

簡要概況

科學與工程計算國家重點實驗室(簡稱LSEC)依託中國科學院數學與系統科學研究院，實驗室是在已故著名數學家、中國計算數學的奠基人和開拓者馮康院士的倡導、並親自籌備和組織下，由原中國科學院計算中心從事計算數學研究的部分課題組成的。實驗室建於1990年，1993年10月經中國科學院驗收後正式投入運行。1994年，向國內外開放。1995年9月，通過國家驗收。實驗室主任是袁亞湘研究員。實驗室學術委員會主任是中國科學院院士石鐘慈。

研究領域

實驗室主要開展科學與工程計算中具有重要意義的基礎理論研究，解決科學與工程領域中的重大計算問題，著重研究計算方法的構造、理論分析及實現。研究內容包括：動力系統與數值方法，研究各類保結構算法的理論、算法的構造和數值試驗；有限元邊界元方法，針對具有套用背景的橢圓邊值問題及其它相關問題，提出適合於這些問題的有限元邊界元新型高性能計算方法；數理方程的反問題，對地震勘探數據處理中與波動理論有關的一些反演問題的數值方法的研究；非線性最最佳化，主要研究求解非線性規劃的新算法以及算法的收斂性；計算流體力學，研究非定常不可壓N-S方程和可壓縮流的計算方法；並行計算方法和科學計算可視化。

項目成果

實驗室建設以來在動力系統幾何算法，非線性最佳化，有限元邊界元，數理方程反問題，計算流體力學，並行算法，科學計算可視化等方面取得了大量的研究成果，十分突出的是關於哈密爾頓系統的辛幾何算法的研究。實驗室在設備研製方面也取得了顯著的成績。哈密爾頓系統是描述各種守恆的物理和力學過程的三種基本形式之一。馮康先生及其研究小組系統地提出了哈密爾頓系統的辛幾何算法，解決了一系列理論和數值計算問題，獲得了遠優於已有方法的計算效果。主要成果包括：提出了辛幾何算法；發展了生成函式理論；在此基礎上構造了種類繁多的任意階精度的辛格式，研究了它的對稱性和守恆律；把辛算法思路推廣到更一般的動力系統，構造了切觸格式，保體積格式，多辛格式等，發展了一套利用組合格式達到高精度的保結構算法。馮康先生等在辛算法方面的研究工作以其特有的創新性、系統性、廣泛性、理論完整性和成果豐富多才性受到了國際知名學者的高度評價。十餘年來，馮康先生的工作已經帶動了國際上一系列相關研究，並已在天體力學、分子動力學、剛體和多剛體運動等領域的研究中得到了成功的套用。《哈密爾頓系統的辛幾何算法》獲得了1997年度國家自然科學一等獎。

儀器設備

1998年由實驗室副主任張林波主持，自行研製了一套34個結點的微機機群系統，該系統總記憶體8.6GB，峰值運算速度為每秒106億次, 相當實驗室當時其它所有計算機運算能力之和的3至4倍。該系統的建造與套用，為國內許多單位（如北京大學湍流與複雜系統研究國家重點實驗室，北京套用物理與計算數學研究所等）建設同類機群提供了經驗。2000年，實驗室自行研製了第二套高性能PC機群系統, 共包含128個處理器，64GB記憶體, 計算結點浮點峰值性能為每秒660億次, 實測Linpack性能超過每秒400億次。2002年9月，實驗室與973項目“大規模科學計算研究”聯合購置了一套包括512個處理器，浮點峰值性能超過每秒1萬億次的伺服器機群系統。

學術團隊

實驗室現有科研究人員18人，其中研究員13人，中國科學院院士2人（石鐘慈、林群）。實驗室十分重視隊伍建設和人才培養工作，尤其注重青年學術骨幹的培養和引進。通過中國科學院“百人計畫”已引進3位年輕的學科帶頭人，其中杜強被國家科技部任命為973項目“大規模科學計算研究”首席科學家；陳志明獲得國家傑出青年基金，現擔任實驗室副主任。一批優秀青年學術骨幹脫穎而出，他們在各自的研究領域已取得可喜的成果，也獲得了一些榮譽。例如，袁亞湘曾獲1995年首屆“馮康科學計算獎”，1996年度“中國青年科學家獎”，國家傑出青年基金，1998年“全國十大傑出青年”稱號；張林波曾獲1995年度“中國科學院青年科學家二等獎”，1997年度“中國科學院優秀青年”；胡星標獲1997年度“中國科學院青年科學家二等獎”；白中治獲1998年度中國科學院自然科學三等獎，1999年度“中國科學院青年科學家二等獎”和“中國科學院優秀青年”稱號。