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高性能计算平台 |
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高性能计算平台 |
一、总体概况
平台已集成40款主流科学计算与工程仿真软件，其中计算应用13款、工具包1款、交互应用26款，覆盖分子动力学、量子化学、第一性原理计算、有限元分析、计算流体力学、电磁仿真、火灾与岩土工程模拟、数学建模及高性能计算开发等专业方向，可支撑材料科学、生物医药、航空航天、汽车工业、土木与能源、电子通信等学科方向的科研计算需求。
二、软件清单
平台已部署软件的名称、分类、主要用途及应用领域如下表所示。
软件名称 | 软件分类 | 主要用途 | 应用领域 |
LAMMPS | 计算应用 | 大规模原子/分子并行模拟 | 分子动力学、材料科学 |
VASP | 计算应用 | 第一性原理密度泛函计算 | 电子结构计算、量子力学模拟、材料模拟 |
MATLAB | 计算应用 | 数值分析、矩阵计算、科学可视化 | 数据分析、无线通信、深度学习、图像处理、信号处理、量化金融、机器人、控制系统 |
Intel® oneAPI Toolkits | 工具包 | 跨架构统一编程模型工具包（含编译器、MPI等） | CPU、GPU、FPGA、加速器多架构开发 |
GROMACS | 计算应用 | 分子动力学模拟 | 生物分子体系（蛋白质、核苷酸、糖等）、溶液或晶体模拟 |
ABAQUS | 计算应用 | 工程模拟有限元分析 | 线性/非线性结构分析、热传导、质量扩散、声学、岩土力学 |
LS-DYNA | 计算应用 | 非线性动力分析（显式求解为主） | 高速碰撞、爆炸、金属成型等瞬态动力学问题 |
AUTODYN | 计算应用 | 显式有限元分析（含Euler、Lagrange、SPH等求解器） | 弹道学、战斗部设计、穿甲、爆轰、水下爆炸 |
ANSYS | 计算应用 | 多用途有限元分析 | 结构、流体、电力、电磁场、碰撞等 |
CFX | 计算应用 | 流体计算 | 航空航天、旋转机械、能源、石油化工、机械制造、汽车、生物技术、水处理、火灾安全、冶金、环保 |
CST Studio Suite | 计算应用 | 高性能3D电磁仿真 | 天线、滤波器、电磁兼容（EMC/EMI）、机电效应、热效应 |
COMSOL Multiphysics | 计算应用 | 多物理场高级数值仿真 | 科学研究、工程计算、各领域物理过程模拟 |
FLUENT | 计算应用 | 计算流体力学 | 流体流动、传热、化学反应 |
Gaussian | 计算应用 | 量子化学综合计算 | 能量计算、分子结构、振动频率、化学反应机理、激发能 |
CST 2019 | 交互应用 | 3D电磁仿真计算 | 设计、分析和优化电磁（EM）部件及系统，CST Studio Suite 的各类电磁场求解器均集成于同一界面 |
Lin_ABAQUS | 交互应用 | 工程模拟有限元分析 | 线性/非线性结构分析、热传导、质量扩散、声学、岩土力学的前后处理 |
Lin_CFXpost | 交互应用 | 流体计算 | 航空航天、旋转机械、能源、石油化工、机械制造、汽车、生物技术、水处理、火灾安全、冶金、环保等后处理 |
Lin_CFXpre | 交互应用 | 流体计算 | 航空航天、旋转机械、能源、石油化工、机械制造、汽车、生物技术、水处理、火灾安全、冶金、环保等前处理 |
Lin_Comsol | 交互应用 | 多物理场高级数值仿真 | 科学研究、工程计算、各领域物理过程模拟的图形交互应用 |
Lin_Fluent | 交互应用 | 流体力学（gpu01） | 流体流动、传热、化学反应 |
Lin_Fluent_2 | 交互应用 | 流体力学（胖节点） | 流体流动、传热、化学反应 |
Lin_GaussianView | 交互应用 | 量子化学综合交互应用 | 能量计算、分子结构、振动频率、化学反应机理、激发能 |
Lin_Mechanical | 交互应用 | 结构力学分析、热分析、多物理场耦合分析、材料与接触模拟、结构优化 | 航空航天、汽车工业、能源产业、电子设备、土木工程、医疗设备、运动装备 |
Lin_Pycharm | 交互应用 | Python语言集成开发环境（IDE） | 通用Python开发、数据科学与机器学习、Web全栈开发、云端开发与部署 |
Lin_RStudio | 交互应用 | R语言集成开发环境（IDE） | 学术科研、商业分析、生物信息学、教育培训、金融建模 |
Lin_Terminal | 交互应用 | Linux操作系统交互核心工具 | 软件开发、系统运维、网络安全、数据处理、Linux终端操作 |
Lin_VMD | 交互应用 | 生物分子可视化与分析，支持蛋白质、核酸、脂质双层等体系 | 结构生物学、生物物理学、计算化学与材料科学、药物研发 |
Lin_Workbench | 交互应用 | 集成化与自动化工作流、多物理场耦合分析、参数化设计与优化、协同仿真环境 | 航空航天、汽车工业、能源产业、电子与高科技、生物医学 |
Matlab2023交互模式 | 交互应用 | 数值分析、矩阵计算、科学可视化（gpu01） | 数据分析、无线通信、深度学习、图像处理、信号处理、量化金融、机器人、控制系统 |
Matlab2023胖节点 | 交互应用 | 数值分析、矩阵计算、科学可视化（胖节点） | 数据分析、无线通信、深度学习、图像处理、信号处理、量化金融、机器人、控制系统 |
ParaView | 交互应用 | 大规模数据处理、交互式数据探索、自动化与批处理、多物理场与多格式兼容 | 计算流体动力学（CFD）、结构力学分析、医学成像、地球科学、能源与材料 |
PyroSim | 交互应用 | 三维可视化建模、火灾场景定义、智能网格划分与管理、集成求解与后处理 | 建筑防火设计、交通基础设施、工业安全、消防科研与培训、人员疏散分析 |
RFD | 交互应用 | 高级油藏数值模拟 | 构建精细地质模型并开展高效油藏模拟运算 |
UG | 交互应用 | 集CAD、CAE、CAM于一体的高端产品工程解决方案 | 航空航天、模具行业、通用机械 |
Win_MaterialsStudio | 交互应用 | 可视化建模、多尺度模拟、性质预测与分析 | 电池与能源材料、催化与表面化学、高分子与聚合物、半导体与光电材料、药物研发 |
Win_PFC2D | 交互应用 | 微观力学机制研究、非连续介质模拟、数值实验室实验、二次开发与自定义 | 岩土工程、岩石力学、地质灾害、工程过程、构造地质 |
Win_PFC3D | 交互应用 | PFC2D的三维扩展版本，用于模拟三维空间中球形或多面体颗粒集合体的运动、相互作用及宏观力学行为 | 岩土工程、岩石力学、地质灾害、工程过程、构造地质 |
cst2024 | 交互应用 | 全频段电磁仿真、时域/频域协同、多物理场耦合 | 通信与消费电子、航空航天与国防、汽车工业、医疗电子、能源与工业 |
edem2022 | 交互应用 | 颗粒物料行为仿真、设备性能评估与优化、多物理场耦合分析、定制化与自动化 | 采矿与矿物加工、重型设备与农业机械、工艺制造（制药/食品/化工）、增材制造（3D打印）、炼钢行业 |
gmsh | 交互应用 | 参数化几何建模、高质量网格生成、自动化与二次开发、多格式兼容 | 学术研究、计算流体动力学（CFD）、结构力学分析、多物理场仿真、生物医学工程 |
注：名称中带Lin_前缀的为通过图形界面交互使用的应用版本，其余为命令行提交运行的版本。
三、使用说明
计算应用类软件以命令行方式通过作业调度系统提交运行，适合批量、大规模计算，典型软件有LAMMPS、VASP、GROMACS、ANSYS、FLUENT、Gaussian等。
交互应用类软件提供图形操作界面，主要用于建模、前后处理与结果可视化，典型软件有Materials Studio、COMSOL Multiphysics、ParaView、VMD、CST Studio Suite等。
工具包类软件提供编译器、MPI等开发组件，用于用户自研程序的编译、调试与性能调优，目前部署Intel® oneAPI Toolkits。