针对计算宇宙学和计算电磁学领域的实际应用，开展相关的并行数值算法研究与应用软件的性能优化技术研究，包括模拟大规模天文N体问题的快速多极子方法、模拟复杂电大目标电磁散射问题的多层快速多极子方法、模拟复杂流体与磁流体湍流的格子玻尔兹曼方法、快速直接求解方法、异构并行性能优化等。
代表性的应用软件与算法库：
1）模拟电磁散射问题的并行多层快速多极子软件（EMS-FMM）
图1 EMS-FMM软件模块与计算流程
图2 舰船模型的电磁散射模拟（上：表面网格，下：表面等效电流）
2）模拟N体问题的异构并行快速多极子算法库（HIP-FMM）
图3 HIP-FMM各计算模块的强可扩展性测试
- 基于多层低秩分解的快速并行直接求解器（ParHSS）
图4 HSS并行求解器与ScaLAPACK/pzgesv的运行时间对比
近几年参与承担项目：
[1]电磁复矩阵方程高性能求解算法研究，国家重点研发计划高性能专项：“面向新一代国产超算系统的电磁计算软件系统及应用”课题1，2023.12-2026.11
[2]异构并行软件系统与原位可视化，国家重点研发计划高性能专项：“面向新一代国产超算系统的宇宙学高性能模拟软件”课题4,2023.12-2026.11
[3]大规模数值模拟应用移植优化与平台集成，国家重点研发计划高性能专项：“曙光 8000 E级机研制”课题3,2021.12-2024.11
[4]PIC-MHD有机结合框架内大尺度湍流磁重联过程对质子和电子的加速研究，国家自然科学基金面上项目，2023.1-2026.12
[5]院先导专项（B类）：项目2-课题3：面向下一代暗能量巡天的宇宙学模拟软件；项目1-课题1：适配国产异构系统架构的算法库和求解器，2023.9-2026.8
专利和软件著作权：
（1）专利：一种基于GPU的N体模拟程序性能优化方法，专利号：ZL.202110077894.4，授权日期：2021-5-6
（2）软件著作权：基于HTML的天文学在线作业管理软件，登记号：2023SR0596924，登记日期：2023-6-8
（3）软件著作权：基于HIP的异构并行LBM三维流体模拟软件，登记号：2023SR0533996，登记日期：2023-3-6
（4）软件著作权：基于CUDA的LDLT求解器软件，登记号：2021SR0960041，登记日期： 2021-6-28
（5）软件著作权：基于HIP的异构并行快速多极子软件，登记号：2021SR0820964，登记日期：2021-6-2
（6）软件著作权：基于申威处理器的高性能快速多极子软件，登记号：2018SR735914，登记日期： 2018-9-11
（7）软件著作权：基于快速多极子方法的并行电磁散射模拟软件，登记号：2016SR350533，登记日期：2016-12-02
学术论文：
[1] Wen-Long Zhao, Wu Wang, Qiao Wang, Optimization of Cosmological N-body Simulation with FMM-PM on SIMT Accelerators[J], The Journal of Supercomputing, 78(5):7186-7205, 2022, SCI/EI.
[2] Wei-Jia He, Ming-Lin Yang, Wu Wang and Xin-Qing Sheng, Efficient parallelization of multi-level fast multipole algorithm for electromagnetic simulation on many-core SW26010 processor[J], The Journal of Supercomputing, 77:1502-1516, 2021. SCI/EI.
[3] Wei-Jia He, Zeng Yang, Xiao-Wei Huang, Wu Wang, Ming-Lin Yang and Xin-Qing Sheng, Solving Electromagnetic Scattering Problems with Tens of Billions of Unknowns Using GPU Accelerated Massively Parallel MLFMA, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 70(7):5672-5682, 2022. SCI/EI.
[4] Wu Wang, Parallel Fast Multipole Method for Potential Field Integral Equation on Sunway Supercomputer, 2019 IEEE International Conference on Computational Electromagnetics(ICCEM19), Shanghai 2019.
[5] Zhang Yongwei, Cao Liqun, Feng Yangde, Wang Wu, A multiscale approach and a hybrid FE-BE algorithm for heterogeneous scattering of Maxwell's equations，Journal of Computational and Applied Mathematics, 319(1): 460-479, 2017. SCI/EI.
[6] Wu Wang,Naoshi Nishimura，Calculation of shape derivatives with periodic fast multipole method with application to shape optimization of metamaterials, Progress In Electromagnetics Research, 127: 49-64, 2012. SCIE.
[7] 徐顺; 王武; 张鉴; 姜金荣; 金钟; 迟学斌，面向异构计算的高性能计算算法与软件，软件学报, 32(08): 2365-2376, 2021. EI.
[8] 王武; 王舒扬; 姜金荣; 孟虹松，快速多极子方法在申威众核处理器上的实现和优化， 计算机工程与科学, 41(07): 1161-1167, 2019.
[9] 王武; 冯仰德; 迟学斌，多层快速多极子方法的快速插值，计算数学, 33(02): 145-156, 2011.
[10] 王武; 冯仰德; 迟学斌，电场积分方程的快速求解，数值计算与计算机应用, 29(01): 15-24, 2008.