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计算机科学 > 软件工程

arXiv:2507.08061 (cs)
[提交于 2025年7月10日 ]

标题: 裂变和聚变能源中的计算科学现状

标题: The State of Computational Science in Fission and Fusion Energy

Authors:Andrea Morales Coto, Aditi Verma
摘要: 用于制造某物的工具与实际被制造的东西同样重要。 事实上,在许多情况下,工具确实可以决定什么是可以实现的。 在聚变和裂变能源工程中,软件已成为设计的主要工具。 因此,在2024年,我们首次向103位开发聚变和裂变能源代码的计算科学家询问了他们使用代码试图解决的问题、他们可用的工具以及他们对这些工具的整体开发人员体验。 结果揭示了聚变和裂变软件工具的转变趋势,越来越多的计算科学家倾向于现代编程语言、开源代码和模块化软件。 这些趋势预示着核工程未来5到10年的发展方向。 由于我们的大多数受访者来自美国国家实验室和大学,这些结果暗示了行业中最前沿的趋势。 包含在《裂变和聚变能源中的计算科学现状》中的见解表明,出现了向多物理场代码的重大转变,使用FORTRAN的下降趋势被Python和C++等更现代的语言所取代,并且代码开发的预算不断上升,有时一个组织的预算达到5000万美元。 我们的调查显示,核工程代码的未来将是模块化的,计算规模较小,并且越来越受到组织的重视。 我们结果的网页形式在线可用。
摘要: The tools used to engineer something are just as important as the thing that is actually being engineered. In fact, in many cases, the tools can indeed determine what is engineerable. In fusion and fission1 energy engineering, software has become the dominant tool for design. For that reason, in 2024, for the first time ever, we asked 103 computational scientists developing the codes used in fusion and fission energy about the problems they are attempting to solve with their codes, the tools available to them to solve them, and their end to end developer experience with said tools. The results revealed a changing tide in software tools in fusion and fission, with more and more computational scientists preferring modern programming languages, open-source codes, and modular software. These trends represent a peek into what will happen 5 to 10 years in the future of nuclear engineering. Since the majority of our respondents belonged to US national labs and universities, these results hint at the most cutting-edge trends in the industry. The insights included in the State of Computational Science in Fission and Fusion Energy indicate a dramatic shift toward multiphysics codes, a drop-off in the use of FORTRAN in favor of more modern languages like Python and C++, and ever-rising budgets for code development, at times reaching $50M in a single organization. Our survey paints a future of nuclear engineering codes that is modular in nature, small in terms of compute, and increasingly prioritized by organizations. Access to our results in web form are available online.
主题: 软件工程 (cs.SE) ; 物理与社会 (physics.soc-ph)
引用方式: arXiv:2507.08061 [cs.SE]
  (或者 arXiv:2507.08061v1 [cs.SE] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.08061
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

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来自: Andrea Morales Coto [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 2025 年 7 月 10 日 15:44:47 UTC (2,075 KB)
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