流体动力学系统是科学与工程中常见的一种复杂系统，涉及航空航天、国防安全以及人类健康等重要领域。对其建模与计算是探索流体流动行为，解决科学与工程中相关问题的有效手段。本方向面向能源、环境、信息、生物和医学等领域涉及的流体动力 学系统，包括多相渗流、血液动力学、反应-扩散系统、信息系统和大数据等，针对这些领域共同关注的学科前沿问题，运用高性能计算手段，开展流体动力学系统建模与仿真 算法及其应用软件研究，着力研究的内容有： 

    （1）流体动力学系统的介观方法研究：针对典型的流动（如渗流，多相流，血液流 等）、对流-反应-扩散系统、孤立波等复杂问题，从介观方法（格子 Boltzmann 方法，Gas-Kinetic-Scheme 方法，Molecular Dynamics 方法）的“微观”建模原理出发，运用演化 数学思想和自然法则(如：质量守恒、动量守恒和能量守恒等)，探讨介观方法的普适的 演化机理与建模方法。

    （2）信息处理技术与应用软件研究：以信号与图像处理为背景,面向“大数据”，运 用二分演化思想，通过深入剖析 Walsh 变换、小波变换、机器学习等现代数学方法的本质特征和内在联系，探索高性能计算中普适的演化技术，形成系统而特色鲜明的思想体 系和建模方法，并应用于具体问题，研制出高效、实用的应用软件。 

    （3）流体动力学系统的高性能并行算法研究：针对不同问题和计算机体系结构的特 点，研制基于“CPU+GPU”异构计算框架下的，实用、高效的并行算法和程序，并应用 Intel 编译器、OpenMP、CUDA、OpenAcc 和 MPI 等软件分、优化工具，对程序进行优化 和效率分析，对典型问题进行详细的数值模拟和分析。

    可能取得的突破：本方向以复杂流动、非线性演化方程和信息处理等领域的复杂系统或现象和大规模数据处理问题为背景，综合运用演化数学思想和自然演化规律，以高性能计算为手段，结合科学可视化技术，通过建模与仿真，探索复杂系统的演化机制和建模方法，为能、环境、信息和生物等领域的相关的科学和工程问题提供先进、高效的算法及软件。