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原文作者：Franklin Hadley, Institute for Soldier Nanotechnologies
麻省理工学院获选成立新研究中心，推动极端环境预测性模拟进入百亿亿次时代
美国能源部国家核安全管理局（DOE/NNSA）近日宣布，已选择麻省理工学院（MIT）成立一个新的研究中心，致力于推进极端环境的预测性模拟，例如高超音速飞行和大气再入过程中所遇到的条件。该中心将隶属于NNSA的第四阶段“预测科学学术联盟计划”（PSAAP-IV），该计划旨在支持前沿研究，以提升高性能计算在与国家安全任务空间相关的开放科学和工程应用中的预测能力。
这个名为“流固耦合高焓条件百亿亿次级模拟中心”（CHEFSI）的项目，是MIT计算科学与工程中心（CCSE）、MIT斯瓦茨曼计算学院以及MIT士兵纳米技术研究所（ISN）的联合成果。CHEFSI计划利用尖端的百亿亿次级（Exascale）超级计算机和下一代算法，以前所未有的细节模拟极热、高速运动的气体和固体材料如何相互作用。这些极端环境的特点是温度超过1500摄氏度，速度高达25马赫。对这些环境及其对飞行器影响的理解，对于国家安全、太空探索以及先进热防护系统的开发至关重要。
MIT研究事务副教务长 Ian A. Waitz 表示：“CHEFSI 将充分利用麻省理工学院在预测建模、高性能计算和STEM教育方面的深厚实力，帮助确保美国继续处于科学和技术创新的最前沿。该中心对国家安全和先进技术的特殊意义，体现了麻省理工学院致力于推进具有广泛社会效益的研究的承诺。”
作为NNSA宣布的五个新预测模拟中心之一，NNSA预计将在五年内向每个中心提供高达1750万美元的资金。
研究目标：精确模拟材料在极端条件下的行为
CHEFSI 的研究旨在将高保真度的等焓气流模拟与固体的化学、热学和力学行为模型相结合，捕捉氧化、氮化、烧蚀和断裂等现象。通过精心设计的实验进行验证的先进计算模型，可以提供材料性能和失效的关键见解，从而弥补飞行测试的局限性。
CHEFSI 主任、航空航天系 Jerome C. Hunsaker 教授、ISN 副主任 Raúl Radovitzky 介绍道：“通过将高保真物理模型与基于人工智能的代理模型、实验验证和最先进的百亿亿次级计算工具相结合，CHEFSI 将帮助我们理解和预测热防护系统在工程系统所遇到的最严苛条件下是如何运行的。这些知识将有助于设计更具韧性的系统，应用于从可重复使用的航天器到高超音速飞行器等各种场景。”
领导团队与合作网络
Radovitzky 教授将与领导团队成员Youssef Marzouk 和 Nicolas Hadjiconstantinou 共同领导该中心。Youssef Marzouk 是航空航天系的 Breene M. Kerr (1951) 教授，同时也是MIT计算科学与工程中心（CCSE）的联合主任，并最近被任命为MIT斯瓦茨曼计算学院的副院长。Nicolas Hadjiconstantinou 是机械工程系的 Quentin Berg (1937) 教授，也是CCSE的联合主任，他将担任该中心的副主任。
中心联合首席研究员（co-principal investigators）包括航空航天系、电气工程与计算机科学系、材料科学与工程系、数学系和机械工程系的MIT教职员工。Franklin Hadley 将领导中心运营，行政和财务工作则由Joshua Freedman负责。Hadley 和 Freedman 都属于ISN总部团队。
CHEFSI 预计将与能源部/NNSA 的国家实验室——劳伦斯利弗莫尔国家实验室、洛斯阿拉莫斯国家实验室和桑迪亚国家实验室——进行广泛合作，并为研究生和博士后提供在这些设施中沉浸式研究体验和实习的机会。
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