ETL 的研究人員達到了高性能計算 (HPC) 的里程碑，在世界上第一臺百億億次超級計算機上運行了先進的能源建模代碼 - 這是一種強大的新型計算系統(tǒng)，能夠為基于模擬的工程開創(chuàng)精確度、保真度和可靠性的新時代。
作為美國能源部百億億次計算項目 (ECP) 的一部分，該項目匯集了專注于百億億次計算的 HPC 研究、開發(fā)和部署活動，NETL 與勞倫斯伯克利國家實驗室 (LBNL) 合作，通過 MFIX-Exa 將 NETL 著名的多相流與相間交換 (MFiX) 代碼提升到百億億次級別。
超級計算機通過極強的處理能力徹底改變了能源系統(tǒng)建模。在百億億次計算出現(xiàn)之前，最快的超級計算機每秒可以執(zhí)行超過一千萬億次（1 后面跟著 15 個零）浮點運算 (FLOPS)。百億億次超級計算機將這一數(shù)字提高了一千倍，達到一千萬億次 FLOPS（1 后面跟著 18 個零）。FLOPS 類似于簡單的算術問題，人類用筆和紙通?？梢砸砸?FLOPS 的速度解決這類問題。
“MFIX-Exa 是我們開發(fā)的百億億次級多相計算流體力學 (CFD) 代碼，旨在最大限度地降低風險并加速新興能源技術的部署，”NETL 的項目首席研究員 Jordan Musser 說道。“作為 ECP 工作的一部分，我們使用了橡樹嶺國家實驗室的惠普企業(yè) Frontier (Frontier)，這是世界上第一臺百億億次級超級計算機，來模擬 NETL 的 50 千瓦中試級化學循環(huán)反應堆 (CLR)。
盡管 NETL 的 CLR 與全尺寸反應堆相比相對較小，但它包含大約 50 億個粒子，如果沒有 MFIX-Exa 等軟件解決方案和 Frontier 等百億億次級計算機，就不可能使用離散元法進行模擬。此外，這些能源系統(tǒng)具有所謂的多相流，即物質(zhì)不同相的物理和化學相互作用，這使得設計和擴大規(guī)模更加困難。
MFIX-Exa 已用于獲得以下競爭獎項：
幾項能源研究計算分配用于研究工業(yè)規(guī)模的生物質(zhì)催化快速熱解。
高級科學計算研究領導力計算挑戰(zhàn)賽分配 100,000 個計算節(jié)點小時，以使用機器學習進行科學發(fā)現(xiàn)的高保真模擬。
HPC4EnergyInnovation 獎旨在提高生物反應器的效率。
諸如此類在 DOE 超級計算機上進行的大規(guī)模演示已確立 MFIX-Exa 是利用 HPC 模擬復雜多相流的工具。隨著 NETL 繼續(xù)處于該領域的前沿，該實驗室將繼續(xù)幫助開啟美國能源主導地位的黃金時代。
NETL-LBNL 的成就在實驗室最近的 25 周年海報活動中得到了展示。
NETL 是美國能源部 (DOE) 國家實驗室，致力于通過創(chuàng)造創(chuàng)新解決方案來加強能源系統(tǒng)和自然資源的安全性、可負擔性和可靠性，從而推動國家能源的未來。NETL 在俄勒岡州奧爾巴尼、西弗吉尼亞州摩根敦和賓夕法尼亞州匹茲堡設有實驗室，致力于開發(fā)先進的能源技術，以支持 DOE 的使命，同時促進合作，為國家?guī)韽椥院拓S富的能源未來。
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