FuYun

「”神马”都是”浮云”」

FuYun 是一套面向聚变研究与工程的集成建模软件。托卡马克集成建模需要在异构数据结构、物理模型和计算环境之间保持一致的物理语义：FyTok 是其中的集成建模与分析框架，以本体层 fyo 作为统一语义契约——物理量按语义路径寻址，物理模型通过插件接口接入，原生实现、外部程序封装与神经网络代理可在同一接口下互换。

求解范围覆盖定边界、自由边界及演化平衡，1.5D 芯部输运（新经典与准线性湍流）、H&CD 源项和动理学平衡重构，形成从实验数据读取到剖面演化预测的建模链路。

本站发布 FuYun 对外可直接引用的公开部分：浏览器内运行的在线演示，及其许可与出处说明。下文的图件与数字取自 NFEC2026 张贴报告《FyTok：托卡马克集成建模与分析框架》。

语义契约：fyo

在结构层面，fyo 与 IMAS 数据字典（DD v4）的 82 个数据集模式逐项映射，既有 DD 数据无需改写即可读写。在语义层面，fyo 以 BFO（ISO/IEC 21838-2）为顶层框架，把装置、放电、诊断、数据集及研究任务建模为相互关联的本体对象，并显式记录数据所描述的对象、模态及生成过程，从而支持机器可读、可推理和可追溯的 AI4Sci 工作流。

IMAS DD v4 与 fyo 的对照：左为静态数据结构规范，右为研究过程的形式化语义 — **图 1**　fyo 对 IMAS DD 的结构描述增加研究过程语义：除数据形态外，进一步表达对象、模态、任务及其上下文，为 AI4Sci 工作流提供可追溯的语义基础。

两级实现

同一份语义契约有两级实现。全功能端 FyTok（Python）面向多物理集成及超算、云计算环境； 轻量端 fylite 以 Rust 重构关键求解器，面向亚秒量级响应的快速设计、参数扫描与浏览器端分析，并作为全功能端的最小功能验证。两端遵循同一契约、彼此独立实现，因而端间对比构成代码间交叉校核，而非自证。

一套数据约定，跨装置通用。 装置几何、线圈与诊断布置、放电数据按 IMAS 数据字典组织；在 EAST 上写好的分析流程，换到另一台装置不必重写。
物理模块可替换。 平衡、输运、源项等各自成块，以插件方式注册；只换掉其中一个再跑一遍作对照，不必改动整条链路。
算完能说清怎么来的。 输入数据、代码版本与判定依据随结果一起留档，便于复算、横向对比，以及成文时交代清楚。

fyo 语义契约与 FyTok 项目的两级实现：全功能端与轻量端 fylite — **图 2**　fyo 语义契约连接 FyTok 全功能端（Python）与 fylite 轻量端（Rust 内核、浏览器端），使两级实现能够共享数据语义并开展交叉校核。

代表性结果

物理模块依据公开文献和开源实现进行白盒移植，并依次开展模块级参考基准、代码间交叉比对与装置级算例校核。以下两例分别是装置级重构与代码间一致性检验。

EAST 动理学平衡重构

EAST 算例检验约束驱动的平衡—动理学自洽重构及不确定度量化。移植验证线将既有 Fortran 求解器经最小改动封装为共享动态库，并由 Python 统一调度；该线代码不对外分发，对外的是它的结果与记录答案——公开发布的 fylite Rust 轻量端即以这些记录答案为基准，开展逐位复现与跨代码交叉比对。

EAST #137985 动理学平衡重构：磁面位形、q/p/n_e 剖面与诊断拟合，含 16 成员蒙特卡洛误差带 — **图 3**　**动理学重构在给定约束集下自洽收敛，并给出可量化的不确定度。** EAST #137985（t = 4.0 s）EFIT↔NEO 重构，磁通环 35/35 + POINT + Thomson 约束（磁探针未加权）；16 成员蒙特卡洛系综 16/16 收敛、两次独立取数逐位复现，后验 q₀ = 0.783±0.009、q₉₅ = 3.08±0.011、l_i = 1.95±0.057、 β_p = 0.302±0.015、W = 37.0±1.8 kJ——**是给定约束集下的后验，非装置真值**（实算）。

ITER 15 MA 时序演化

fytok ITER 15 MA 时序模拟 t = 205 s：12 面板全景与全局量对照 — **图 4**　**W、P_fus 与 q₉₅ / l_i3 从爬升到平顶全程与 FUSE 同情景对拍一致。** fytok ITER 15 MA 时序模拟（t = 205 s， 12 面板全景 + 全局量对照）：逐步真 Grad–Shafranov 磁面、剖面族、逐源分解与时间迹；电流扩散、输运、台基与源项自洽推进，TGLF-NN + EPED-NN 台基闭合——**属代码间一致性检验，非实验验证**（实算）。

能力演进路线

能力演进闭环：轻量端最小功能实现、全功能端高精度实现、降阶与代理模型、轻量端集成与部署 — **图 5**　能力演进闭环：轻量端先贯通建模链路、确立最小功能集，全功能端给出高精度解，高精度解再训练降阶与代理模型并回灌轻量端；每一轮的高精度解同时是下一轮的训练数据与校核基准。

在线分析

fylite 浏览器端交互建模：关键求解器以 Rust 重写并编译到浏览器内执行。用户无需安装软件、无需连接计算服务即可完成参数设置、求解和可视化，输入与结果保留在本机。各场景按计算依赖组织为连续功能栏，用于复现实验分析与情景建模流程。单次求解约一到两秒。

FyLite 在线演示

In brief (English)

FuYun is integrated-modelling software for fusion research and engineering. FyTok, its integrated modelling and analysis framework, uses the ontology layer fyo as a single semantic contract: quantities are addressed by semantic path, and physics models plug in behind one interface, so a native implementation, a wrapped external code and a neural-network surrogate are interchangeable. Structurally, fyo maps one-to-one onto the 82 dataset schemas of the IMAS Data Dictionary (DD v4), so existing DD data is read and written unchanged; semantically, it models machines, discharges, diagnostics, datasets and research tasks as related ontological objects, recording what each dataset is about, by which modality and through which process — the basis for machine-readable, inferable and traceable AI4Sci workflows.

Solvers cover fixed-boundary, free-boundary and evolving equilibrium, 1.5-D core transport (neoclassical and quasi-linear turbulence), heating and current-drive sources, and kinetic equilibrium reconstruction. Two implementations share the one contract: the full-capability end (Python, for HPC and cloud) and the lightweight end fylite (Rust kernels, sub-second, in the browser), which doubles as the minimal functional verification of the former; because the two are independent implementations of the same contract, comparing them is a code-to-code cross-check. Verification proceeds in stages — module-level reference benchmarks, code-to-code comparison, and device-level cases such as the EAST kinetic reconstruction and the ITER 15 MA time-dependent run shown above.

One part is published here. FyLite runs tokamak discharge design and kinetic equilibrium reconstruction entirely in the browser, with nothing to install and no data leaving the machine. Source repositories are not public; see LICENSE for the per-path terms.

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