活动总结报告(一般公募项目) 第20号
日中联合研究项目为新一代人才培养做出巨大贡献
京都大学报告
2019年8月28日至9月7日,中国大连理工大学的4名研究生以及1名教师受邀赴日,以培养青年人才为目标的联合研究项目由此正式启动。
对于核聚变等离子体,为了引发核聚变反应,需要对高温等离子体进行一定时间的约束,但等离子体中产生的湍流会成为抑制核聚变反应的一个主要因素。因此,了解湍流现象的特性并开辟新的控制方法,就等于掌握了核聚能走向实际应用的关键所在。以前在进行此类分析时,一般会使用计算量较少的数值模型(特征值模型或流体模型),但近年来随着计算机性能的不断提升,第一性原理模型(动理学模型)开始得到越来越来多的应用。
为此,我方团队基于回旋动理学模型,即在核聚变等离子中有效的第一性原理模型,独立开发出数值模拟代码GKNET(GyroKinetic Numerical Experimental Tokamak),并对湍流现象进行了分析。提出本次申请的目的,在于帮助中国培养利用该GKNET代码进行第一性原理模拟的青年人才,同时以此为契机推动京都大学与大连理工大学持续开展联合研究。
实施内容包括:本校以研讨会的形式,围绕“GKNET所用的物理模型以及并行化等数值算法”对大连理工大学的学生进行了指导。然后由大连理工大学的学生们利用在日逗留期间,运用GKNET进行动理学模拟,并将模拟结果与目前所使用的特征值、流体模拟的结果进行了比较。
此类研讨会以及模拟实习对于中方青年人才的培养,特别是对于以大规模计算为主的新一代人才培养将起到巨大的推动作用。此类研究不仅有助于加深学生对于当前研究的理解,引导学生今后开展动理学模拟,还有利于落实本计划的宗旨之一,即推动双方持续开展交流。实际上,申请方团队在此后访华期间,听取了中方学生有关后续进展情况的汇报,并希望以本项目为契机进一步深化双方在研究领域的合作。
此外,按照项目计划,带领学生们参观了日本具有世界领先水平的螺旋型核聚变装置LHD(核聚变科学研究所、岐阜县土岐市)与Heliotron J(京都大学、京都府宇治市,即学生们驻扎地);同时,通过听取“我方团队所开展的两装置模拟比较研究”的情况介绍,激发起了学生们对日本核聚变研究的兴趣。此外,学生们利用在日期间的休息日,分别在宇治市及京都市参观了平等院凤凰堂、紫式部馆、伏见稻荷大社等历史文化古迹,进行了茶道体验,并藉此加深了学生们对日本文化的兴趣。
因此,我们认为本项目总体上已完成最初设定的目标,具有重大意义。各位访日学生也给我们留下了良好的印象,非常希望他们能够以此为契机来到日本开展研究工作。