▲一、实验室简介

绿色能源智能模拟实验室主要围绕地下流体的开采（如传统油气、地热能的开采）与储存（如地下储氢、碳封存）的问题，通过地层流体动态数值模拟、数字孪生、扩展现实（XR）和人机交互（如动作信号捕捉、脑机）等手段，实现对目标地下多孔介质流动系统的建模与模拟计算、动态交互与可视化，从而建设绿色能源智能模拟数字工具，用于对地下流体环境的实时分析和动态预测，以及对地下流体开采方案与存储方案的制订、优化、评估，并根据人机交互实验研究量化、优化大型复杂多维模型和数据的分析与决策要素。

▲二、研究方向

（1）数值模拟。针对地下流体能源开采与储存领域建立多孔介质中的流动数学模型，并根据数学模型研发数值模拟器，结合真实案例数据、分子动力学模拟实验等方法，为能源开发和储存提供依据与优化手段，并借助AI加速求解高分辨率亿级网格数值模拟并行计算的研究与工具开发。

（2）动态交互可视化。针对由数值模拟开发的数值模拟模型的计算数据进行实时交互可视化，并通过扩展现实（XR）与人机交互的各类手段，形成动态交互可视化XR平台，并深入油气藏数值模拟与开发的需求研究定向井组轨迹规划与优化的问题，最终引入量化用户实验采集行为数据，为专家用户群体提供针对油气藏开发的数值模拟分析与控制工具。

图：虚拟现实中的多类油藏模型

图：应用CAVE进行地下油藏模型可视化与团队决策

▲三、团队成员

团队成员包括中国工程院外籍院士1名，研究员1名，副研究员1名，工程师1名，博士生3名。

实验室负责人，陈掌星，中国工程院外籍院士、美国国家工程院院士、加拿大皇家科学院院士、加拿大工程院院士，宁波东方理工大学讲席教授。主要研究领域为新能源开发、油藏工程和数值模拟，是国际计算数学、非常规油气、石油工程、水制氢领域的知名科学家，在渗流力学、新的油气提高采收率工艺、油藏数值模拟理论与方法、可视化技术、制氢关键技术、CCUS（碳捕集、利用与封存）技术研究、转让和应用等方面取得了突出成果。他在包括PNAS(《美国国家科学院院刊》)等在内的期刊发表论文1,200余篇，出版著作24部，在国际会议作特邀学术报告500余次，拥有46项发明专利，是18种国际杂志编委。根据爱思维尔（Elsevier Scopus，世界最权威统计机构）统计结果，在石油工程领域近15年内（2008-2023），其学术论文综合指标（包括论文数、他人引用数和H指数）全球排名第一。

▲四、科研条件

实验室现已与上海达坦能源科技有限公司联合设立“智能模拟与沉浸式扩展现实可视化技术联合实验室”，专用实验场地占地约八十平米，配备多台高性能显卡可视化工作站、数值模拟工作站，Vive Pro2等虚拟现实头盔与动作捕捉系统，即将配备大型CAVE VR系统与顶尖扩展现实设备Varjo XR-4。

▲五、主持/参与项目情况

先后主持或负责美国、中国和加拿大国家自然基金项目、国家重点研发计划项目、企业研究联盟等各类重大科研项目50余项，累计获资助约15亿元人民币。

▲六、成果情况

在相关领域发表论文400余篇，拥有发明专利40余项。