2.2 国外应用成绩

　　2.2.1 纳米技术

　　现在可以开始了解材料的行为一直到纳米尺度，在那里，即使是单个原子的运动有时也可以改变机械或电气性能。模拟金属纳米线拉伸过程。使用高性能计算机，可以减缓模拟，看看到底是什么，在拉伸的时候，如何多次发生变化。

　　2.2.2 核聚变、激光技术

　　该项目是由洛斯阿拉莫斯国家实验室与劳伦斯利弗莫尔国家实验室共同参与的。该项目是人类历史上最重要的激光技术，在实验室中取得核聚变能源。规模动力学模拟在三维激光等离子体相互作用的激光散斑。在走鹃超级计算机的协助下，可以实现前所未有的规模，速度和保真度。

　　2.2.3 磁重联技术

　　方向相反的磁力线因互相靠近而发生的重新联结现象。在此过程中，磁能可转化为其他能量。涉及到各种形式的等离子体的磁场能量快速转换动能。通过高性能计算机，使这些类型的动态变化都在方便的观测形态下，从而了解磁重联的过程。

　　2.2.4 艾滋病毒

　　这是一个彩色树组序列的艾滋病毒，收集后找到传染艾滋病毒的原因。基本的计算问题，是要这个序列数据(这里的10442-3873核苷酸字符串)，找到该病毒如何随时间演变模型中的所有序列。当树上的节点附近生成另一个节点，这意味着有一个病毒是另一种病毒类似。通过高性能计算机，找到了一个病人的序列很少与另一位病人的序列重叠。其中一个重要目标是要找出可能存在疫苗的目标地区。

　　2.2.5 暗物质

　　暗物质和暗能量是宇宙的主要组成部分。宇宙的基本构成是由：23%的暗物质(其中很大一部分是所谓的光环在局部的团块)73%暗能量组成。在该项目中宇宙的构成物质分布在有史以来(由走鹃超级计算机运行的)规模最大的高清晰度模拟宇宙中。走鹃超级计算机模拟的宇宙综合数据库将成为研究暗物质科学的重要组成部分。

　　2.2.6 铜反应

　　用可扩展并行短程分子动力学，计算机代码，模拟过程，如固体中冲击波在纳秒的时间尺度上。许多现象基本材料需要在长度和时间尺度上超越这些地方，目前获得的分子动力学(MD)模拟，随着方法的改进，使更多的现实空间和时间尺度模拟成为可能。

　　2.2.7 流体动力学

　　在流体动力学领域了解湍流，流体的压力下的行为，仍然是物理学中未解决的问题之一。复杂条件下，作为那些在1A型超新星爆炸的早期阶段出现。有一种复杂的现象与这些活动有关的，这是一种相关的超新星建模重要的未决问题。通过高性能计算机有助于在使用大型流体动力学结构的规范和处理复杂问题方面的相关研究。

　　2.2.8 极端气候模拟

　　在地球45亿年的历史中，气候总在冷热间徘徊。该项目通过美洲豹超级计算机可以完整连续的模拟这个过程，利用全球气候模型，包括大气之间的相互作用耦合，海洋，陆地之间的移动，提供有关全球气候变化根源和影响的珍贵数据。

　　2.2.9 超新星研究

　　Ia型超新星在性质上是最大的热爆炸，规模之大远超过太阳以及其他生命元素，这些爆炸的恒星最神秘的地方在于它们的爆炸方式。美国的高性能计算机模拟运行了Ia型超新星的爆炸过程，模拟出了在爆炸的不同时间段产生出的放射性碎片等。这些资料为美国宇航局的相关研究提供了宝贵的数据。

　　2.2.10 生命和半衰期

　　碳-14的衰变速度永远慢于它的同位素，使得研究人员可以通过植物或者生物中所含有的碳-14元素追溯到六万年前。碳-14的原子核内有6个质子与8个中子，在使用高性能计算机之前，研究人员只能考虑两个核子相互作用，因为需要描述不同的组合数量非常大，这是一个内存密集型的计算。通过高性能计算机研究人员能够更深入的了解碳-14的半衰期为何如此之长。

　　2.2.11 从光合作用到新燃料

　　该项目是由橡树岭国家实验室的美洲豹超级计算机与美国田纳西州大学的挪威海怪超级计算机共同参与的。替代能源是全球的一个热点话题，也是全人类必须要关注的话题，纤维素是地球上最古老、最丰富的天然高分子，是取之不尽用之不竭的人类最宝贵的天然可再生资源。找到如何合理分解释放葡萄糖就有希望利用植物作为一种新燃料。

　　2.2.12 聚变加速

　　很少有代码要求比现有聚变加速粒子更快的I/O和更大的规模。例如，GTC和XGC-1是运行在NCCS Jaguar Cray XT5超级计算机12000多个内核上的。面对最大数据集的运行，超级计算机的速度总是需要不断提高的。

　　2.2.13 模仿火山爆发应激气候

　　火山喷发，重力气溶胶粒子通常会在2至3年之内回落。相反，人为排放的有害物质长期持续，并可能改变未来的气候。有几种类型的气体，包括二氧化碳，是火山爆发时喷出，二氧化硫的排放和硫酸盐气溶胶的产生尤其重要。如果通过超级计算机可以模拟运行该大气环境模型对于火山喷发的灰尘反应，便可以预测出该大气环境对于人为长期排放的反应。