高保真物理仿真
以MHD、回旋动理学、平衡、输运和边界等离子体模型构成统一物理基础。
- 自主科学计算软件
- 多装置与多位形
- 代码对比与实验验证
TECHNOLOGY SYSTEM
以第一性原理仿真建立聚变工程的计算基础
连接MHD、回旋动理学、平衡、输运与边界等离子体模型，并以AI和实验数据扩展至快速预测、状态分析和数字孪生。
技术原则高保真模型提供物理基准，AI提升计算效率，实验数据持续校准。
TECHNOLOGY ARCHITECTURE
从高保真求解器出发，逐层连接快速模型、实验数据、集成分析和数字孪生。
物理约束AI代理模型
由高保真计算生成训练与校准基础，将复杂计算扩展至快速预测和大规模设计探索。
- 快速响应预测
- 参数扫描与优化
- 误差与适用范围
数据融合与平衡反演
融合磁测量、干涉、软X射线等诊断信息，重建等离子体边界、位形和关键剖面。
- 多源诊断数据
- 平衡与状态重建
- 模型持续校准
集成设计与运行分析
连接平衡、稳定性、输运、加热、加料和边界过程，服务设计评估、实验预演与运行分析。
- 多物理过程耦合
- 实验全周期分析
- 风险预测与控制辅助
装置级数字孪生
以可信模型、实验数据和软件工作流持续更新数字对象，支撑设计、实验、监测与优化。
- 数字样机
- 状态更新
- 工程决策支持
PHYSICS FOUNDATION
覆盖聚变关键物理过程的计算底座
围绕装置设计、实验与运行中的关键科学问题，建设可独立验证并可进入集成模拟的软件模块。
MHD与宏观稳定性
模拟撕裂模、锯齿振荡等宏观不稳定性，并服务稳定边界与破裂风险研究。
MHDSim回旋动理学与湍流
研究ITG、TEM、KBM、BAE及湍流输运，为约束性能预测建立高保真基础。
GKSim平衡与本征模
求解多装置等离子体平衡、阿尔芬连续谱及动理学线性不稳定性。
Equilibrium · FusEig边界、加热与加料
连接偏滤器边界过程、辅助加热沉积和燃料注入，服务实验方案与运行分析。
DivSim · HTSurrogate · FuelSimDEVICE COVERAGE面向多类聚变装置逐步建立统一适配能力
- TOKAMAK托卡马克
- SPHERICAL TOKAMAK球形托卡马克
- STELLARATOR仿星器
- FRC场反位形装置
- FUSION REACTOR未来聚变堆
ENGINEERING METHOD
以可复现、可验证的计算流程支撑工程应用
每项软件能力都明确仿真对象、输入数据、数值设置、计算输出和验证方式。
仿真任务
明确分析目标、物理对象、工况与工程边界。
模型与数据
连接模型、参数、工程数据与技术依据。
软件与计算
配置物理模型、求解器、数据接口和高性能计算任务。
验证评估
组织V&V、不确定性与结果适用范围。
AI FOR FUSION
聚变AI建立在可信物理模型之上
以高保真模拟、物理约束代理模型、实验数据融合和装置数字孪生构成完整技术路线。
- 以高保真仿真生成训练、校准与外推验证基础
- 建设物理约束代理模型与多保真计算能力
- 服务参数反演、快速扫描和多目标设计优化
- 支持状态重建、趋势预测与异常风险分析
01高保真物理High-fidelity Physics
02物理AIPhysics-informed AI
03数据融合Data Fusion
04设计与运行Design & Operation
STELLAR AIAI for Fusion聚变智能计算
DIGITAL TWIN ENGINEERING
从可信模型走向持续更新的数字工程系统
数字孪生由物理模型、仿真工作流、验证体系、数据更新和决策支持共同组成。
物理与工程模型
建立明确输入、边界和适用范围的模型基础。
多物理场仿真
组织模型耦合、数据传递和求解工作流。
V&V与不确定性
通过验证、校准和不确定性分析明确结果边界。
多保真模型与AI
结合高保真、降阶和代理模型平衡精度与效率。
数据更新与决策
利用实验和运行数据更新模型，支撑设计分析。
验证与不确定性分析案例 DIV-THERMAL-012复核就绪
仿真结果实验数据
关键指标
对比状态已完成
敏感参数热接触系数
验证状态条件通过
AI的作用：通过代理建模、模型选择、参数优化、数据处理和高通量分析，提高复杂工程仿真的建模与计算效率。
SIMULATION FOUNDATION
支撑复杂工程场景的通用仿真能力
这些基础能力主要服务于聚变工程，也可适配高温、强耦合和内部状态难以直接观测的复杂制造过程。
反演与状态估计
基于有限观测数据估计关键内部状态，并明确可观测范围。
模型校准
结合实验与质量数据更新参数，保留校准记录和适用条件。
多保真计算
协同高保真、降阶与代理模型，平衡分析精度与计算效率。
V&V与UQ
通过验证、确认和不确定性分析支撑结果复核与工程使用。