초록 ▼

o 국내 출연연 소재 분야 전문가들과 여러 차례의 세미나를 개최하여 요구사항을 수집하고, 그 요구사항을 기반으로 계산‧실험‧데이터 플랫폼 PoC 개발
- 재료(연), 표준(연), 에너지(연), 화학(연), 기계(연), KIST 등
- 다양한 유형의 시뮬레이션 데이터의 보관 및 분석을 지원하는 유연한 구조의 프레임워크 설계
- 소재 분야의 VASP 시뮬레이션 데이터에 대한 DB를 구축함으로써 타당성 검증
o 고정밀 계산과학 연구 활성화를 위한 대용량 데이터 가시화 도구 응용 선정 및 요구사항 도출
- 요구사

o 국내 출연연 소재 분야 전문가들과 여러 차례의 세미나를 개최하여 요구사항을 수집하고, 그 요구사항을 기반으로 계산‧실험‧데이터 플랫폼 PoC 개발
- 재료(연), 표준(연), 에너지(연), 화학(연), 기계(연), KIST 등
- 다양한 유형의 시뮬레이션 데이터의 보관 및 분석을 지원하는 유연한 구조의 프레임워크 설계
- 소재 분야의 VASP 시뮬레이션 데이터에 대한 DB를 구축함으로써 타당성 검증
o 고정밀 계산과학 연구 활성화를 위한 대용량 데이터 가시화 도구 응용 선정 및 요구사항 도출
- 요구사항 도출을 위한 세미나 개최(KIMS, KIER, KRISS, KRICT, KIST 등)
- 대용량 데이터 가시화를 필요로 하는 응용 선정(한국원자력연구원 고정밀 열수력 해석 도구 CUPID 선정)
- 한국원자력연구원과의 요구사항 도출 및 실험 데이터 비교를 위한 사용자 UI 설계
o 슈퍼컴퓨팅 기반 R&D 효율화 기반 기술 개발 및 사례 발굴
- 초고성능 병렬 확장성을 가지는 DFT 소프트웨어 개발
- 계산/실험 융합을 통한 R&D 효율화 사례 발굴
- Computational screeing 방법을 통해 신규 소재 후보 물질을 선정함으로써 친환경 Pb-free 페로브스카이트 태양전지 소재 개발 효율화(KISTI/화학연)
- 계산과학을 활용하여 전극 고에너지밀도 발현 인자 및 매커니즘 규명하여 슈퍼커패시터 전극소재 개발 효율화(KISTI/에기연)
- 슈퍼컴퓨팅을 통해 불순물 생성 원인을 규명함으로써 태양전지의 소재 성능 개선 가능성 확보(KISTI/에기연)
o 출연(연) 계산과학 활용 활성화 MOU 체결 (KISTI - 에너지(연),원자력(연),화학(연) MoU) 및 공동 워크숍 개최
o 원자로 열수력 해석코드 CUPID 성능 고도화(MPI 대비 최대 18% 성능 향상, AMG 솔버 기존 BiCG 솔버 대비 270% 성능 향상)

Abstract ▼

IV. Results of the studyo Development of Open Platform for Computational Science Simulation·Experiment·Data
- Development of requirements-based Simulation·Experiment·Data PoC (Proof of Concept) platform
· Gathering requirements with researchers in domestic material science institutions and org

IV. Results of the studyo Development of Open Platform for Computational Science Simulation·Experiment·Data
- Development of requirements-based Simulation·Experiment·Data PoC (Proof of Concept) platform
· Gathering requirements with researchers in domestic material science institutions and organizing seminars for building user requirements-based platform
· Modeling data that takes diversity, preservation, expandability into account for building and analysing big simulation data
- Application of material field to verify platform feasibility
· Derive utilization scenarios through meetings with material science experts
· Development of VASP simulation metadata extraction and validation technology
· Development of web-based VASP simulation data analysis service
· Import external databases from Materials Project and Material science institutions
o Development of visualization prototype for customized large data
- Improve the efficiency of high-precision nuclear reactor thermal-hydraulics code
· Application of 3D boiling flow problem. 200% performance improvement compared to BiCG
· Build OpenMP / MPI hybrid parallel computing systems. Up to 15% performance improvement over pure MPI parallel.
· Using SALOME to create reactor geometry grid
· Implementation of function for visualizing reactor geometry in GLOVE
- Improve the efficiency of analysis of simulation results
· Development of large experimental equipment visualization for reactor shape
· Thermal Hydraulic Safety Analysis of Pressurizer
· Analysis of thermal hydraulic performance of wet separator
o R&D efficiency using high-performance simulation
- Screening based on the first-principles electronic structure calculation was performed for 240 candidates of hypothetical halide perovskite with 1+/3+ mixed cations at B-site, and several optimal combinations were suggested for Pb-free solar cell mateials.
- Elucidation of the energy storage mechanism for high-energy supercapacitor electrode materials through convergence research of computational material science and experimental research

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2보고서 초록 ... 3요 약 문 ... 4Summary ... 8Contents ... 12목차 ... 13표목차 ... 14그림목차 ... 17제 1 장 연구개별과제의 개요 ... 22 제 1 절 연구목적 및 필요성 ... 22 제 2 절 연구내용 및 범위 ... 25 제 3 절 추진전략 ... 30제 2 장 국내외 기술개발 현황 분석 ... 32 제 1 절 국내 동향 ... 32 제 2 절 해외 동향 ... 36제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 48 제 1 절 R&D 효율화를 위한 출연연 협력체계 구축 및 활성화 ... 48 제 2 절 개방형 계산과학공학 계산·실험·데이터 플랫폼 개발 ... 51 제 3 절 고정밀 계산과학 활성화를 위한 맞춤형 대용량 데이터 가시화 프로토타입 개발 (KISTI-KAERI 공동연구) ... 123 제 4 절 초고성능 가상실험 활용 R&D 효율화 ... 163 제 5 절 지적 재산권 현황 ... 186제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 189제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 192제 6 장 참고문헌 ... 194끝페이지 ... 203