7月15日下午，中科院副院长李静海院士在中科院研究生院授课，以“化工过程实时模拟——梦想还是现实？”为题为研究生们讲述了化工过程实时模拟的可能性及其最新进展，指出物质世界均具有多层次多尺度的特征，多尺度结构是多个学科的共性问题,为实现实时模拟所需的高性能计算其瓶颈也源于不同结构的不一致，并指出问题的关键是介尺度结构，认为介尺度结构是化学化工科学的共同挑战。
李静海院士指出，在实现化工过程实时模拟中首先需要解决以下两个瓶颈问题：
一是物理模型建立过程中的瓶颈问题。他指出整个物质世界从原子，分子，聚集体，颗粒，聚团，反应器，工厂到生态环境是多尺度的结构，另外从材料，反应器到系统又是多层次的，在这些多尺度结构中有还存在聚集体，聚团和工厂等三个不同的介尺度结构，是实时模拟的难点。此外，他还指出生命系统具有类似的特征，从氨基酸，二级结构，蛋白质，生物大分子聚集体，细胞，组织和器官也是多尺度的结构，同样从生物大分子，细胞到生命也是多层次的，其中二级结构，生物大分子聚集体和组织又是三个不同的介尺度结构，所以多尺度问题是一个共同的挑战，介尺度是瓶颈。二是高性能计算中的瓶颈问题。根本原因在于结构的不一致，体现在问题是多尺度的，软件是多样的，而计算机是单尺度的，所以此瓶颈问题也可归结为介尺度问题。
李静海院士还给同学们介绍了他的研究团队在化工过程实时模拟方面的发展历程和取得的进展，首先介绍了他在1984年提出的介尺度模型，即能量最小多尺度模型（ＥＭＭＳ模型）及其证明，并介绍了EMMS模型和各种离散模拟方法的结合及其工业应用，最终形成了多尺度并行计算的模式。李静海院士指出，利用在中国科学院过程工程研究所建立的千万亿次超级计算系统，通过CPU和GPU并行的结合，对化工过程的2D实时模拟已经实现，具体实例是工业滚筒 (960万个颗粒, 13.5*1.5 米)，炼钢高炉 (50万颗粒，炉高33米，直径7米)等。此外利用这种多尺度并行计算的模式和千万亿次超级计算系统，对中石化，中石油，宝钢和一些锅炉和反应器进行了模拟和计算，为实际生产提供了理论指导。
李静海院士认为，多尺度结构是能源，信息，冶金，材料，交通，制造，生命和健康，农业，建筑，环境和资源等不同领域的共同挑战，这些多尺度问题都可以通过介尺度结构解决复杂性和多样性的问题，建立宏观和微观的桥梁。李静海院士总结说介尺度问题是解决化工放大问题的关键所在，不同问题在介尺度层次上是可能有共同规律的。高性能计算的瓶颈实际是源于结构的不一致性，高性能计算必须建立在问题与模型的软件和硬件的结构一致的基础上，才能达到最高效率。李静海院士认为，通过计算系统的改进，过去是CPU加并行，现在为CPU加GPU并行，未来可能出现XPU，利用介尺度理论和多尺度方法，对化工过程的实时模拟是非常有希望实现的。
李静海院士还给予同学们极大的鼓励，希望他们在将来的科研过程中能够持之以恒，并且提醒大家做好科研工作要注意竞争和合作的协调性，还和同学们进行了热烈的讨论。
李静海院士的学术报告是中科院研究生院2010年夏季学期“化工系列讲座”的一部分。本系列讲座重在介绍过程工程复杂系统及多尺度方法, 工业生物技术研究进展与展望, 生化工程进展，材料化工进展等几个化工及相关学科最前沿的研究领域的最新进展，并介绍绿色环境与化工的前沿、进展和展望，陈标华、王丹、刘会洲、张锁江、李洪钟、张懿、苏志国等专家先后承担授课任务。
