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科研信息

關於發布“高性能科學計算的基礎算法與可計算建模”重大研究計劃2015年度項目指南的通告

2015年09月15日  

    本重大研究計劃以實際需求為牽引,從基礎研究入手,加強科學計算領域的重要基礎科學問題研究,設計高效基礎算法,建立滿足實際精度要求的可計算模型,提高利用計算機解決科學與工程問題的能力,為前沿科學研究和重大需求提供進一步的科學計算支撐,有力地促進科學計算硬件、軟件協調發展,促進數學與其他學科的交叉融合,推動科學計算乃至科學技術的跨越發展。 

一、科學目標 

本重大研究計劃圍繞基礎算法與可計算建模這一主線,開展科學計算的共性高效算法、基於機理與數據的可計算建模和問題驅動的高性能計算與算法評價研究,推動我國高性能科學計算的發展,為解決科學前沿和國家需求中的瓶頸問題提供關鍵的數值模擬技術和方法支撐。 

二、核心科學問題 

(一)數值計算的共性高效算法。 

1.  微分方程高效高精度的格式構造與分析; 

2.  複雜數據處理的快速方法; 

3.  不確定與複雜目標函數的優化方法。 

(二)基於機理與數據的可計算建模。 

1.  典型物理模型的耦合與分析; 

2.  超高維數據的稀疏表達; 

3.  機理與數據的混合建模。 

(三)問題驅動的高性能計算與算法評價。 

1.  多物理過程耦合條件下的數值模擬與算法評價; 

2.  基於數據提取和分析的計算與算法評價; 

3.  模型和數據互補的計算與算法評價。 

三、2015年度重點資助研究方向 

2015年度是本重大研究計劃受理項目申請的第5年,根據前期資助布局和整體發展的需要進入集成升華階段,主要以“集成項目”予以資助。“集成項目”將在前期資助的“培育項目”和“重點支持項目”中,對有突破苗頭的研究方向遴選出優秀項目進行整合,為重大研究計劃後期的總體集成服務。與下麵公布的重點資助方向關係不緊密的項目申請將不予支持。 

本次征集的集成方向: 

(一)高維多層次生物大數據整合與降維。 

結合生物複雜問題的可計算建模、生物大數據降維和特征選擇、冷凍電鏡生物大分子及病毒三維重構的研究成果,開展基於小樣本、高維多層次生物係統特征發現理論與算法的集成,針對生物大分子動態變化和生物過程的複雜性, 研究揭示複雜生命現象的新理論和新算法,並通過實驗數據等驗證建模與算法的置信度。 

(二)基於動態網絡的複雜疾病分析理論和方法。 

針對重大疾病發生發展機製的複雜性, 研究不同分子因子(基因、非編碼RNA等)間生物分子動態網絡模型, 特別是研究在疾病發生發展過程中的分子生物網絡變化規律,發展動態網絡標誌物的可計算建模理論和高效算法,在動態網絡層次解析重大疾病發病機理,揭示複雜生命現象。 

(三)隨機動力係統的多尺度理論、算法及應用驗證。 

結合材料科學、計算化學、係統生物學諸領域多尺度隨機動力學發展的稀有事件及多尺度算法的研究成果,開展對於稀有事件及複雜隨機多尺度體係的理論、算法與應用的集成,基於已發展的高效算法,研究流動穩定性和材料的相變行為(如管槽流的穩定性、冰的融化過程所對應的相變行為等),揭示其內在機理,並結合實驗數據驗證方法的有效性。 

(四)航天器再入全流域超大規模數值模擬的新型算法及其高效實現研究。 

針對航天器再入的複雜動力學過程,發展全流域(稀薄、過渡與連續介質區)可計算建模方法和新型統一快速算法,並在國產100PF高性能計算機上開展算法高效實現研究。利用國產100PF計算機開展航天器再入的大規模數值模擬,為航天器再入提供高置信度的參數,驗證算法研究成果。 

(五)麵向國產100PF計算機的高效基礎算法庫研究。 

發展和集成若幹高性能科學計算新型基礎算法,針對國產100PF高性能計算機體係結構特點,開展算法的高效實現研究,形成適用於國產100PF機的高效基礎算法庫。利用該算法庫,開展1-2個實際問題(如生命科學、慣性約束聚變、氣候變化、飛機設計、油氣勘探等)求解的大規模科學計算與數值模擬,驗證算法庫的高效性。 

四、2015年度資助計劃 

本重大研究計劃2015年度計劃資助“直接費用”約2000萬元,集成項目的直接費用平均資助強度為250萬元/項,資助期限為3年,申請書中研究期限應填寫“2016年1月1日-2018年12月31日”。資助項目數和資助經費將根據申請情況和項目布局的實際需要而定。申請人隻填寫“直接費用”預算,“間接費用”及總經費由係統自動生成。 

五、申報要求及注意事項 

(一)申請條件。 

本重大研究計劃項目申請人應當具備以下條件: 

1. 具有承擔基礎研究課題的經曆; 

2. 具有高級專業技術職務(職稱)。 

正在博士後流動站或者工作站內從事研究、正在攻讀研究生學位以及無工作單位或者所在單位不是依托單位的科學技術人員均不得申請。 

(二)限項規定。 

申請或參與申請本次重大研究計劃集成項目不限項。 

(三)申請注意事項。 

1.本重大研究計劃申請書紙件校內報送截止日期為2015年10月8日。 

2.本重大研究計劃項目申請書采用在線方式撰寫。對申請人具體要求如下: 

(1)申請人在填報申請書前,應當認真閱讀本項目指南和《2015年度國家自然科學基金項目指南》中申請須知的相關內容,不符合項目指南和相關要求的申請項目不予受理。 

(2)本重大研究計劃旨在緊密圍繞核心科學問題,將對多學科相關研究進行戰略性的方向引導和優勢整合,成為一個項目集群。根據項目指南公布的擬資助研究方向,申請人可自行擬定項目名稱、科學目標、研究內容、技術路線和相應的研究經費等。 

(3)申請人登錄科學基金網絡信息係統(以下簡稱ISIS係統,沒有係統賬號的申請人請向依托單位基金管理聯係人申請開戶),按照撰寫提綱及相關要求撰寫申請書。 

(4)申請書中的資助類別選擇“重大研究計劃”,亞類說明選擇“集成項目”,附注說明選擇“高性能科學計算的基礎算法與可計算建模”,根據申請的具體研究內容選擇相應的申請代碼。以上選擇不準確或未選擇的項目申請將不予受理。 

集成項目的依托單位與合作研究單位數合計不超過5個;集成項目的參與者必須是重大研究計劃的實際貢獻者,主要參與者不超過9人。 

(5)申請人應當按照重大研究計劃申請書的撰寫提綱撰寫申請書,應突出有限目標和重點突破,明確對實現研究計劃總體目標和解決核心科學問題的貢獻。 

如果申請人已經承擔與本重大研究計劃相關的國家其他科技計劃項目,應當在報告正文的“研究基礎”部分論述申請項目與其他相關項目的區別與聯係。 

(6)申請人完成申請書撰寫後,在線提交電子申請書及附件材料,下載打印最終PDF版本申請書,向依托單位提交簽字後的紙質申請書原件。 

(7)申請人應當保證紙質申請書與電子版內容一致。 

3.依托單位應當對本單位申請人所提交申請材料的真實性和完整性進行審核,並在規定時間內將申請材料報送國家自然科學基金委員會。具體要求如下: 

應在規定的項目申請截止日期(校內:2015年10月7日16時)前提交電子申請書及附件材料,並統一報送經簽字後的紙質申請書原件(雙麵打印、一式一份)及要求報送的紙質附件材料(與申請書一同裝訂)。 

報送地址:科技管理部 基礎研究與文科處 辦公樓B座317室 

聯 係 人:李  冬 

聯係電話:88493027 

(四)其他注意事項。 

1.為實現重大研究計劃總體科學目標和多學科集成,獲得資助的項目負責人應當承諾遵守相關數據和資料管理與共享的規定,項目執行過程中須關注與本計劃其他項目之間的相互支撐關係。 

2.為加強項目的學術交流,促進項目群的形成和多學科交叉與集成,本重大研究計劃每年將舉辦一次資助項目的年度學術交流會,不定期地組織相關領域的學術研討會。獲資助項目負責人有義務參加本重大研究計劃指導專家組和管理工作組所組織的上述學術交流活動。 

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