Fusion and Plasma application research Laboratory (FPL)

핵융합 및 플라즈마 응용 연구실

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핵융합 및 플라즈마 응용연구실은 플라즈마 이론 및 수치해석 방법론을 이용하여 플라즈마 응용 연구의 물리 해석 수행을 통해 핵융합을 포함한 다양한 분야에 기여하고자 합니다. 저희 연구실은 입자 기반 (Particle-In-Cell) 및 격자 기반 시뮬레이터를 개발 및 이용을 하고 있습니다. 고속 전산 모사를 위해 슈퍼컴퓨터에 사용되는 병렬 컴퓨팅 코드를 개발하고, 기존 직렬 코드의 병렬화, 가속화(CPU와 GPU의 threading), 최적화(Optimization)를 수행하고 있으며, 응용 프로그램의 제한 조건에 맞는 비정렬 격자 자동 생성 도구와 응용프로그램 내에서 비정렬 격자를 활용할 수 있는 API를 개발해 왔습니다. 이에 더불어 핵융합 플라즈마 난류 물리 연구를 수행해오고 있습니다.
Fusion and Plasma Application Research Laboratory(FPL) aims at resolving various problems for successful nuclear fusion experiments and commercialization through research on multi-scale interaction of plasma behavior. The research includes Eulerian & Lagrangian code development based on Gyrokinetics and MHD (magneto-hydro dynamics), extension and improvement on theories and numerical methods for simulation of long time plasma behavior, code verification & validation, and parallel programming and code optimization to utilize the latest architectures being used in supercomputers. These research subjects allow us to carry out more realistic simulation of plasma behavior in nuclear fusion reactors considering impurities and consequently to clarify and exploit underlying physics of experimental results.

Major research field

플라즈마 전산모사, 플라즈마 수송 물리, 고속 컴퓨팅, 자동 격자 생성, 기계 학습

Desired field of research

플라즈마 전산모사 활용분야 / Applications of Plasma simulations

Research Keywords and Topics

· 자이로 동역학 물리와 전산 모사, 핵융합 난류 수송 문제
Physics and simulations of Gyrokinetics and turbulence transport in nuclear fusion
· 가상 핵융합로 개발(디지털 트윈, 가상 현실) - Unreal 게임 엔진, 유니티, 블렌더 등...
Virtual Tokamak development (Digital twin, VR) - Unreal game engine, Unity, Blender, etc…
· 자동 비정렬 격자 생성 및 이용 - PUMI (RPI, SCOREC), SimModSuite (Simmetrix)
Automatic unstructured mesh generation and its utilization - PUMI(RPI SCOREC), SimModSuite(Simmetrix)
· 고속 컴퓨팅(코드 병렬화 및 최적화)
High performance computing (Code parallelization and optimization)
· 기계학습 (데이터 기반, 물리 기반)
Machine learning (Data-driven & Physics-Informed)

Research Publications
MORE

. Computer Physics Communications / Nonlinear Fokker-Planck collision operator in Rosenbluth form for gyrokinetic simulations using discontinuous Galerkin method / Dongkyu Kim, Janghoon Seo, Gahyung Jo, Jae-Min Kwon, Eisung Yoon / 2022-10
. Journal of parallel and distributed computing / PUMIPic: A mesh-based approach to unstructured mesh Particle-In-Cell on GPUs / Gerrett Diamond, Cameron W. Smith, Chonglin Zhang, Eisung Yoon, Mark S. Shephard / 2021-11
. Nature Communications / Effects of plasma turbulence on the nonlinear evolution of magnetic island in Tokamak / Minjun J. Choi; Lāszlo Bardōczi; Jae-Min Kwon; T. S. Hahm; Hyeon K. Park; Jayhyun Kim; Minho Woo; Byoung-Ho Park; Gunsu S. Yun; Eisung Yoon; George McKee / 2021-01

국가과학기술표준분류

  • NB. 물리학
  • NB04. 유체·플라즈마
  • NB0403. 핵융합에너지

국가기술지도분류

  • 환경/에너지 프론티어 진흥
  • 031100. 수소에너지기술

녹색기술분류

  • 에너지원기술
  • 원자력/핵융합
  • 236. 핵융합로 설계 및 건설기술

6T분류

  • ET 분야
  • 에너지
  • 050218. 기타 에너지기술