中国海洋大学计算中心的发展进程及科学应用-中南大学高性能计算中心

相关的管理规章制度： 《中国海洋大学计算服务中心计算资源使用管理条例》 《中国海洋大学计算服务中心计算服务协议》 《中国海洋大学计算服务中心科学计算项目申请、审批表》 《中国海洋大学计算服务中心-科学计算工作情况报告》 《中国海洋大学计算服务中心计算资源使用收费标准》
海洋科学中研究的物理特征：海水温度和盐度、海流、海浪、潮汐、风暴潮、内 波等，区分于海洋物理。受大气、海洋热动力机制、地形、径流影响。 主要使用模式：
一期和二期建设整合后cpu总共3132 核，计算能力峰值约33.32万亿次每 秒，实测29万亿次每秒，效率达到 89.8% 。 存储上拥有裸容量100T的在线存储和 裸容量300T的近线存储，采用高速并 行文件存储系统以及自动归档软件。 在2011年10月中国高性能计算年会上 公布的《2011年中国高性能计算机性 能TOP100排行榜》中排列第85位。
CESM:The Community Earth System Model 是美国国家大气研究中心
(NCAＲ) 由大气(CAM)、海洋(POP)、陆地(CLM)、海冰(CICE)、陆冰(CISM) 等几大模块组成，耦合器(CPL7)
海洋模式的计算特点
•大型的应用模式发展历史长久，主要基于X86架构 •并行模式主要基于mpich协议，以FORTRAN、C语言编程为主 •并行网络的通讯传输性能以及存储的IO性能 •近几年海洋科学的发展，对研究尺度、计算 分辨率、多模式耦合提出了更高的要求
类别 973项目 863课题 国家科技支撑课题 111计划 国家基金（面上） 国家基金（重点） 数量 2 2 2 1 3 1 金额（万元） 5800 5728 900 450 126 175

Hale Waihona Puke Baidu
2006年迁入新崂山校区计算中心： 总面积230平方米; UPS供电、精密空调、气体消防、 环境动力设备监控系统和安全防 盗系统； 自主设计紧急事故应急机制，可 在断电、火灾、高温等紧急情况 下实现主机自动关机; 远程监控和报警；
标的海洋环流模式，美国迈阿密(MIAMI)大学 研究所的环流模式；
MITgcm:(M.I.T General Circulation Model，非静力、有限体积，麻省技术 NEMO:Nucleus for European Modelling of the Ocean海洋模式系统由法 ROMS:Regional Ocean Modeling System S坐标系(Stretched Terrainfollowing Coordinates) 国、英国和意大利共同研发，NEMO主要包括海洋模式OPA，OPA的切线性伴随 模式TAM（用于数据同化），海冰模式LIM和海洋生物地球化学模式TOP;
中国海洋大学计算中心的 发展进程及科学应用
沈飙 物理海洋教育部重点实验室
历史沿革 1924年创建私立青岛大学，校长：高恩洪 1930年国立青岛大学，校长：杨振声 1932年国立山东大学，校长：赵太侔 1958年山东大学主体迁济南，成立山东海洋学院 1988年更名为青岛海洋大学 2002年更名为中国海洋大学
集群服务器实时在线运维监控分析 年平均在线运行330天，平均作业数 1.3万个，有效作业数70%，有效计 算总机时895万小时，总用户数量 220个，预处理故障30多起，使用率 达90%； 提供月、半年、年的集群运维报告
运用技术手段进行科学应用性能分析
分析海洋数值模拟的运行性能特征， 协助用户解决在高性能科学计算中 遇到的问题，为各种物理海洋数值 应用模式提供技术支撑和应用服务。
历年来高性能计算的发展进程：

2004年购入dell的一套高性能计算集群，拥有24节点，单节点2 颗志强cpu，2G内存。 2006年将集群两次扩充到128节点，总共拥有256颗cpu， 256G内存的集群，计算能力1万亿次。 2006年购入sgi大型计算机，其拥有224颗cpu，224G内存， 计算能力1.2万亿次。
FVCOM：Finite Volume Coastal Ocean Model，无结构三角形网格架构、
有限体积、自由表面、三维原始方程海洋数值模型。佐治亚大学海洋学院海洋生 态动力学实验室和美国麻省大学海洋科学和技术学院海洋生态模型实验室
HYCOM：Hybrid Coordinate Oceanic Circulation Model：C网格混合坐
历年来高性能计算的发展进程：


1982年以前，拥有一台日本产的计算机，型号是 mv9000，性能稍好于当时的普通pc机8086。 1987年，购买IBM计算机，型号4381，性能上 相当于当时pc386水平。 90年代就进入微机时代，486、586、686等， 但这些都是普通单机，只能做串行计算，而且计 算速度限于当时的cpu的主频，非常慢，只能做 区域性的海洋模式计算。 2000年，购入sgi origin2000工作站，拥有4颗 cpu ，2G内存，使我们初步进入高性能计算的门 槛。
单机业务化预报系统的计算性能、瓶颈分析
集群用户提交作业的计算性能、瓶颈分析
北太平洋中纬度 不稳定海气 相互作用
全球海气系统 变化
热带中纬度相互作 作用及赤道太平洋 增暖、ENSO增幅 北大西洋 海气系统调整
热带印度洋 持续变暖
近几十年北太平洋气候变化
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全球及北太平洋海洋大气系统调整对区域气候长期变化的影响
李明悝、于晓林提出的Downscaling耦合了WRF和ROMS
• 耦合模式系统
COAWST model – Warner et al. (2010) and Kumar et al. (2012
组织架构
海洋环境学院
海洋学系 海洋气象学系
物理海洋 教育部重点实验室
海洋科学
大气科学
物理海洋 (海洋)气象学 环境(海洋)科学 大气物理与大气环境
研究平台
校 、 学 院 、 实 验 室 共 享 研 究 平 台
海上观测
东方红2号与 近海观测仪器
数值模式 及理论
大型计算机与 计算机集群
实验室观测
大型风-浪-流水槽 内波水槽 旋转平台