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刘利

副教授

办公电话:

电子邮件: liuli-cess@tsinghua.edu.cn

研究组主页:

教育背景
2003/09~2009/06,工学博士,清华大学,计算机科学与技术
1999/09~2003/06,工学学士,南京邮电大学,计算机科学与技术
工作经历
2015/12~至今,   副教授,清华大学地球系统科学系
2011/10~2015/11,助理教授,清华大学地球系统科学系
2009/07~2011/10,博士后, 清华大学计算机系
研究兴趣
研究方向为地球系统模式软件工程,研究兴趣具体包括:
1.耦合器研制与耦合技术研究
2.地球系统模式支撑软件平台
3.自动软件测试平台研制与测试方法研究
4.地球系统模式并行优化
5. 模拟结果可重现性保障技术
奖励荣誉
1.2016年:第四届 清华大学-浪潮集团计算地球青年人才奖
2.2012年:年度清华大学地学中心先进工作者
研究概况
职称 副教授 办公电话
电子邮件 liuli-cess@tsinghua.edu.cn 研究组主页
教育背景 2003/09~2009/06,工学博士,清华大学,计算机科学与技术<br>
1999/09~2003/06,工学学士,南京邮电大学,计算机科学与技术
工作经历 2015/12~至今,   副教授,清华大学地球系统科学系<br>
2011/10~2015/11,助理教授,清华大学地球系统科学系<br>
2009/07~2011/10,博士后, 清华大学计算机系
研究兴趣 研究方向为地球系统模式软件工程,研究兴趣具体包括:<br>

1.耦合器研制与耦合技术研究<br>

2.地球系统模式支撑软件平台<br>

3.自动软件测试平台研制与测试方法研究<br>

4.地球系统模式并行优化<br>

5. 模拟结果可重现性保障技术
奖励荣誉 1.2016年:第四届 清华大学-浪潮集团计算地球青年人才奖<br>

2.2012年:年度清华大学地学中心先进工作者

科研项目:

1. 国家自然科学基金面上项目:“面向全球公里级分辨率的高效耦合技术”,项目负责人,2021/01~2024/12

2. 国家“重大自然灾害监测预警与防范”重点专项项目:“高精度可扩展数值天气预报模式研究”,课题负责人,2018/01~2022/12

3. 国家自然科学基金重点项目:青藏高原区域资料同化研究,91737307,项目骨干,2018/01~2020/12

4. 国家重点基础研究发展计划项目(973):“年代际尺度上全球和中国大气成分与气候的变化及其相互作用”,2014CB441300,项目骨干,2014/01~2018/08

5. 清华大学自主科研计划:“面向IPCC AR6的全球和区域气候系统模式的发展”,项目骨干,2014/01~2016/12

6. 国家自然科学基金面上项目:“地球系统模式耦合方法研究”,项目负责人,2013/01~2016/12

7. 国家全球变化领域重大科学研究计划:“碳循环关键过程及其与气候系统耦合研究”,项目骨干,2013/01~2017/12

8. 国家863计划重点项目专题:“高维快速富氏变换(FFT)的高效并行算法研究”,专题负责人,2010/07~2012/12

9. 清华大学自主科研项目:“支持地球系统模式的并行耦合器研究”,项目骨干,2010/01~2011/12

学术成果:

主要贡献:

耦合器是地球系统模式和耦合数值预报模式的基础支撑软件,属于关键核心技术。刘利负责自主设计研制了国产耦合器C-Coupler1和C-Coupler2,其中C-Coupler2具有完备的功能和相对于欧美耦合器的多项优势,已应用于国家气象中心、国家海洋环境预报中心、国家气候中心、海军、自然资源部第一海洋研究所、中国科学院大气物理研究所等业务/国防/科研单位,以及多个国家重点研发计划项目的耦合模式。当前刘利正负责研制更为先进的耦合器框架C-Coupler3,其中已在通用模式并行框架、通用集合耦合同化框架、通用并行I/O框架、通用软件模块集成框架、高可扩展并行耦合、通用软件测试平台等基础支撑软件的自主研发上取得阶段性。

发明专利:

1. 刘利,孙超,李锐喆,王斌.一种数值预报的集合耦合同化系统及方法.发明专利号:ZL201911154881.1,授权公告日:2020年11月27日,授权公告号:CN110909297B;国际申请号:PCT/CN2019/122765

2. 刘利,李锐喆,张诚,王斌.面向数值模型的并行通信方法、装置、系统和存储介质.发明专利号:ZL201911019068.3,授权公告日:2020年11月27日,授权公告号CN110764934B;国际申请号:PCT/CN2019/122767

3. 刘利,于灏,孙超,李锐喆,于馨竹.一种并行通信路由建立方法及系统.发明专利号:ZL202010127096.3,授权公告日:2020年12月18日,授权公告号CN111367665B;国际申请号:PCT/CN2020/126790

4. 刘利.一种数值应用程序的软件模块集成系统及运行方法.发明专利号:ZL202010037868.4,授权公告日:2021年1月1日,授权公告号CN111258674B;国际申请号:PCT/CN2020/126788

5. 刘利,杨昊禹,李锐喆,张诚,王斌.一种二维网格图形的三角化确定方法.发明专利号:ZL201811400590.1,授权公告日:2020年4月3日,授权公告号:CN109754449B

6. 刘利,王小鸽,杨广文.地球系统模式的通用模块化并行耦合系统.发明专利号:ZL201110021098.5,授权公告日:2016年5月25日,授权公告号:CN102592251B

7. 刘利,李锐喆,姜进磊,杨广文.基于多核处理器的核糖核酸次级结构并行预测方法.发明专利号:ZL201110030505,公开号:CN102073798,授权号:CN102073798B

软件著作权:

1. 刘利,张诚,李锐喆,王斌.地球系统模式公共耦合器系统[简称C-Coupler2].登记号:2017SR536801.

2. 刘利,张诚,李锐喆,杨广文,王斌.地球系统模式通用三维通量耦合器系统C-Coupler V1.0.登记号:2013SR054036

3. 刘利,杨昊禹,李锐喆,于灏,张诚,王斌.地球系统模式网格通用三角化系统 PatCC1.登记号:2019SR1071032

4. 刘利,杨广文,王斌.地球系统模式通用多维插值软件CoR V1.0.登记号:2012SR119984

技术文档:

1. Liu, L., C. Zhang., R. Li, 2018: C-Coupler2 User Guide.

2. Liu, L., G. Yang, and B. Wang, 2013: Common multi-dimensional remapping softwareCoR (Common Remap) V1.0user reference manual.

3. Liu, L., R. Li, C. Zhang, G. Yang, and B. Wang, 2014:Community coupler C-Coupler1 User’s Guide.

论文:

1. Sun, C.,Liu, L.*, Li, R., Yu, X., Yu, H., Zhao, B., Wang, G., Liu, J., Qiao, F., and Wang, B.*: Developing a common, flexible and efficient framework for weakly coupled ensemble data assimilation based on C-Coupler2.0, Geosci. Model Dev., 14, 2635–2657, https://doi.org/10.5194/gmd-14-2635-2021, 2021.

2. Yu, H.,Liu, L.*, Sun, C., Li, R., Yu, X., Zhang, C., Zhang, Z., and Wang, B.: DiRong1.0: a distributed implementation for improving routing network generation in model coupling, Geosci. Model Dev., 13, 6253–6263, https://doi.org/10.5194/gmd-13-6253-2020, 2020.

3. Yang, H.,Liu, L.*, Zhang, C.*, Li, R., Sun, C., Yu, X., Yu, H., Zhang, Z., and Wang, B.: PatCC1: an efficient parallel triangulation algorithm for spherical and planar grids with commonality and parallel consistency, Geosci. Model Dev., 12, 3311-3328, https://doi.org/10.5194/gmd-12-3311-2019, 2019.

4. Liu, L.*, Zhang, C.*, Li, R., Wang, B., and Yang, G.: C-Coupler2: a flexible and user-friendly community coupler for model coupling and nesting, Geosci. Model Dev., 11, 3557-3586, https://doi.org/10.5194/gmd-11-3557-2018, 2018.

5. Sun C.,Liu L.*, Li J.*, Wang B., Zhang C., Liu Q., Li R. Uncertainties in simulated El Niño–Southern Oscillation arising from internal climate variability. Atmospheric Science Letters, 19(3),https://doi.org/10.1002/asl.805,2018

6. Wang B, Liu J,Liu L, Xu S, Huang W. An approach to localization for ensemble-based data assimilation. PLoS ONE 13(1): e0191088.

7. He Y., B. Wang, M. Liu,L. Liu, Y. Yu, J. Liu, R. Li, C. Zhang, S. Xu, W. Huang, Q. Liu, Y. Wang, F. Li. Reduction of initial shock in decadal predictions using a new initialization strategy. Geophysical Research Letters, 2017, 44(16): 8538-8547.

8. Zhao, B., Qiao, F., Cavaleri, L., Wang, G., Bertotti, L., andLiu, L.: Sensitivity of typhoon modeling to surface waves and rainfall, Journal of Geophysical Research oceans, DOI: 10.1002/2016JC012262, 2017.

9. Zhang, C.,Liu, L.*, Yang, G.*, Li, R., and Wang, B.: A new adaptive data transfer library for model coupling, Geosci. Model Dev., 9, 2099-2113, doi:10.5194/gmd-9-2099-2016, 2016.

10. Li, R.,Liu, L.*, Yang, G.*, Zhang, C., and Wang, B.: Bitwise identical compiling setup: prospective for reproducibility and reliability of Earth system modeling, Geosci. Model Dev., 9, 731-748, doi:10.5194/gmd-9-731-2016, 2016.

11. Dong, L., Wang, B., Liu, L., and Huang, Y.: Lagrangian advection scheme with shape matrix (LASM) v0.2: interparcel mixing, physics–dynamics coupling and 3-D extension, Geosci. Model Dev., 8, 2675-2686, doi:10.5194/gmd-8-2675-2015, 2015

12. Li, R.,L. Liu, C. Zhang, G. Yang, 2015. CSAP: a Performance Predictor for Climate Simulation Applications on Intel CPUs. In: 15th International Conference on Algorithms and Architectures for Parallel Processing (ICA3PP).

13. Zhang, C.,L. Liu, R. Li, G. Yang, 2015. Performance Characterization and Optimization for Intel Xeon Phi Coprocessor. In: 15th International Conference on Algorithms and Architectures for Parallel Processing (ICA3PP).

14. Liu, L., Li, R., Zhang, C., Yang, G., Wang, B., and Dong, L.: Enhancement for bitwise identical reproducibility of Earth system modeling on the C-Coupler platform, Geosci. Model Dev. Discuss., 8, 2403-2435, doi:10.5194/gmdd-8-2403-2015, 2015.

15. Liu, L., Peng, S., Zhang, C., Li, R., Wang, B., Sun, C., Liu, Q., Dong, L., Li, L., Shi, Y., He, Y., Zhao, W., and Yang, G.: Importance of bitwise identical reproducibility in earth system modeling and status report, Geosci. Model Dev. Discuss., 8, 4375-4400, doi:10.5194/gmdd-8-4375-2015, 2015.

16. Dong, L., Wang, B., andLiu, L.: A Lagrangian advection scheme with shape matrix (LASM) for solving advection problems, Geosci. Model Dev., 7, 2951-2968, doi:10.5194/gmd-7-2951-2014, 2014.

17. Liu, L.*, Yang, G., Wang, B., Zhang, C., Li, R., Zhang, Z., Ji, Y., and Wang, L.: C-Coupler1: a Chinese community coupler for Earth System Modeling, Geosci. Model Dev., 7, 2281-2302, doi:10.5194/gmd-7-2281-2014, 2014.

18. Liu L.*, R. Li, G. Yang, B. Wang, L. Li, Y. Pu. Improving Parallel Performance of a Finite-Difference AGCM on Modern High-Performance Computers. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 31, 2157-2168, 2014.

19. Xia K., B. Wang, L. Li, S. Shen, W. Huang, S. Xu, L. Dong,L. Liu, 2014: Evaluation of snow depth and snow cover fraction simulated by two versions of the flexible global ocean-atmosphere-land system model.Advances in Atmospheric Sciences, 31(2), 407-420.

20. Huang, W., B. Wang, L. Li, L. Dong, P. Lin, Y. Yu, T. Zhou,L. Liu, S. Xu, K. Xia, Y. Pu, L. Wang, M. Liu, S. Shen, N. Hu, Y. Wang, W. Sun and F. Dong, 2014: Variability of Atlantic Meridional Overturning Circulation in FGOALS-g2.Advances in Atmospheric Sciences, 31(1), 95-109.

21. Zhang Z.,L. Liu, Y. Zhou, C. Zhang, R. Li, Y. Chen, G. Song, G. Yang, 2014:A study on coupling technique and implementation of the wave circulation coupled model.High Technology Letter, 20(1): 82-87.

22. Liu L.,L. Liu, G. Yang,2013:Cache performance optimization of irregular sparse matrix multiplication on modern multi-core CPU and GPU.High Technology Letter, 19(4), 339-345

23. Li L., B. Wang, L. Dong,L. Liu, S. Shen, N. Hu, W. Sun,Y.Wang, W. Huang, X. Shi, Y. Pu, G. Yang, 2013: Evaluation of Grid-point Atmospheric Model of IAP LASG version 2 (GAMIL2).Advances in Atmospheric Sciences, 30(3), 855-867.

24. Li L.,P. Lin,Y. Yu,B. Wang,T. Zhou,L. Liu,J. Liu,Q. Bao,S. Xu,W. Huang, K. Xia,Y. Pu,L. Dong,S. Shen,Y. Liu,N. Hu, M. Liu,W. Sun,X. Shi,W. Zheng,B. Wu,M. Song,H. Liu,X. Zhang,G. Wu,W. Xue,X. Huang,G. Yang,Z. Song,F. Qiao, 2013: The flexible global ocean-atmosphere-land system model, Grid-point Version 2: FGOALS-g2.Advances in Atmospheric Sciences, 30(3), 543-560.

25. Wang B., M. Liu, Y. Yu, L. Li, P. Lin, L. Dong,Li Liu, J. Liu, W. Huang, S. Xu, S. Shen, Y. Pu , W. Xue, K. Xia, Y. Wang, W. Sun, N. Hu, X. Huang, H. Liu, W. Zheng, B. Wu, T. Zhou and G. Yang, 2013: Preliminary evaluations of FGOALS-g2 for decadal predictions.Advances in Atmospheric Sciences, 30(3), 674-683.

26. Xu S., M. Song, J. Liu, B. Wang, L. Li, W. Huang,Li Liu, K. Xia, X. Wei, Y. Pu, L. Dong,S. Shen, N. Hu, M. Liu, W. Sun,2013:Simulation of Sea Ice in FGOALS-g2: Climatology and Late 20th Century Changes.Advances in Atmospheric Sciences, 30(3), 658-673

27. Liu L.,L. Liu, G. Yang, 2012: A Highly Efficient GPU-CPU Hybrid Parallel Implementation of Sparse LU Factorization.CHINESE JOURNAL OF ELECTRONICS. 21(1), 7-12

28. Ji Y.,L. Liu, G. Yang, 2012: Characterization of Smith-Waterman Sequence Database Search in X10. InProceedings of the 2012 ACM SIGPLAN X10 Workshop.

29. 张志远,宋顺强,刘利,杨广文,张权,王燕, 2011:浪流耦合模式数值模拟及检验分析.海洋技术, 4.

30. Liu L., M. Wang, J. Jiang, R. Li, and G. Yang, 2011: Efficient Nonserial Polyadic Dynamic Programming on the Cell Processor.The Tenth IEEE International Workshop on High Performance Computational Biology.

31. Liu L., Y. Zhang,L. Liu, G. Yang and W. Zheng, 2010: Efficient Monte Carlo-based options pricing on graphics processors and its optimizations.SCIENCE CHINA Information Sciences, 53(9): 1703-1712.

32. Ling T., L. Xie, J. Zhu, H. Yu, H. Ye, R. Yu, Z. Cheng,L. Liu, L. Liu, G. Yang, Z. Cheng, Y. Wang, X. Ma, 2009: Icosahedral Face-Centered Cubic Fe Nanoparticles: Facile Synthesis and Characterization with Aberration-Corrected TEM.Nano Letters, 9(4): 1572-1576.

33. 刘利,陈彧,乔林,汤志忠, 2008:利用循环分割和循环展开避免Cache代价.软件学报, 19(9):2228-2242.

34. Liu L., E. Li, Y. Zhang, and Z. Tang, 2007: Optimization of Frequent Itemset Mining on Multiple-core Processor. In:Proceedings of the 33rd international conference on Very large Data Bases (VLDB), 1275-1285.

35. 郭振宇,刘利,陈彧,汤志忠, 2006:减小运行时优化开销的方法.计算机工程, 32(24):63-66.

36. 刘利,李文龙,郭振宇,李胜梅,汤志忠, 2005:避免模调度中cache代价的优化方法.软件学报, 16(10): 1842-1852.

37. 刘利,李文龙,陈彧,李胜梅,汤志忠, 2005:软件流水中隐藏存储延迟的方法.软件学报, 16(10): 1833-1841.

38. 李文龙,刘利,汤志忠, 2004:软件流水中的循环展开优化.北京航空航天大学学报, 30(11):1111-1115.

会议报告/学术报告:

国际

1. Li Liu, Cheng Zhang, Ruizhe Li, Bin Wang, Guangwen Yang, Chao Sun, Xinzhu Yu, Hao Yu, 2020. C-Coupler2: a Flexible and User-Friendly Community Coupler for Model Coupling and Nesting, virtual.

2. Cheng Zhang, Ruizhe Li,Li Liu, 2017.Recent progress in C-Coupler development. The Fourth Workshop on Coupling Technologies for Earth System Models (CW2017), Princeton University, USA.

3. L. Liu,C. Zhang, R. Li, G. Yang, B. Wang, and Z. Zhang, 2015. C-Coupler1: a Chinese community coupler for Earth system modeling. The Third Workshop on Coupling Technologies for Earth System Models (CW2015) , Manchester, U.K.

4. Liu L., G. Yang and B. Wang, 2013. CoR: a Multi-Dimensional Common Remapping Software for Earth System Model, the Second Coupling Workshop, NCAR, Boulder, Colorado, USA.

国内

1. 刘利,张诚,李锐喆,王斌. C-Coupler2:具有模式耦合嵌套支持且灵活易用的公共耦合器.第十五届LASG气候系统模式研讨会, 2017/11/03~2017/11/04,北京.

2. Liu, L.et al., C-Coupler1: a Parallel 3D Flux Community Coupler Developed in China,中国大地测量和地球物理学学术大会, 2014/10/25~2014/10/26,北京.

3. 刘利,王斌,杨广文等,地球系统模拟结果二进制可重复性探讨,中国计算机大会, 2014/10/23~2014/10/25,郑州.

4. Liu, L.et al., C-Coupler1: a Parallel 3D Flux Community Coupler Developed in China,南京信息工程大学地球系统模式2014年学术研讨会, 2014/4/26~2014/4/27,南京.

5. Liu, L.et al., C-Coupler1.0: a Parallel 3D Flux Community Coupler Developed in China,第十二届LASG气候系统模式研讨会, 2013/11/18~2013/11/20,衢州.

6. 刘利等,通用通量耦合器C-Coupler 2012年研制进展.特邀报告.第十一届LASG气候系统模式研讨会, 2012/11/24~2012/11/25,珠海.

7. 刘利,通用多维插值软件CoR.中科院大气物理研究所《研究生科研规范和实用技术培训课程》, 2012/10/15,北京.

8. 刘利,通用多维插值软件CoR的研制与使用.学术报告,中科院大气物理研究所LASG实验室, 2011/12/21,北京.

9. 刘利等,地球系统模式通用耦合器C-Coupler与通用插值软件CoR.特邀报告.第十届LASG气候系统模式研讨会,2011/12/13~2011/12/14,北京.

10. 刘利等,面向地球系统模式的通用模块化并行耦合框架C-Coupler.第九届LASG气候系统模式研讨会, 2011/1/7-2011/1/8,北京.