為節(jié)約計(jì)算時(shí)間,提出了一種適用于三維積分變分節(jié)塊中子輸運(yùn)計(jì)算的并行計(jì)算方法。采用積分方法替代了傳統(tǒng)球諧函數(shù)方法（PN）,以提高響應(yīng)矩陣的構(gòu)造效率和低階角度展開時(shí)的計(jì)算精度;同時(shí)考慮響應(yīng)矩陣構(gòu)造、矩陣方程求解時(shí)非重疊空間區(qū)域的可并行性,開發(fā)了基于信息傳遞接口（MPI）的并行算法和程序。針對(duì)TAKEDA2基準(zhǔn)題開展的校核計(jì)算表明,當(dāng)節(jié)塊表面的PN階數(shù)為3階,采用20個(gè)計(jì)算核心并行計(jì)算時(shí),積分變分節(jié)塊法的總并行效率可達(dá)到95%。本文為大規(guī)模問題的中子輸運(yùn)并行計(jì)算提供了一種精確高效的求解思路。 

【文章來源】：核動(dòng)力工程. 2020,41(S2)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

TAKEDA2基準(zhǔn)題堆芯布置圖Fig.2LayoutofTAKEDA2BenchmarkCoreCR—控制棒；CRP—鈉填充區(qū)

殷晗等：三維積分變分節(jié)塊中子輸運(yùn)并行計(jì)算方法研究85發(fā)送和接收相鄰子區(qū)域表面出射中子流密度。程序并行計(jì)算[7]的思路見圖1。對(duì)于由N個(gè)節(jié)塊組成的堆芯問題，若分配P個(gè)計(jì)算核心進(jìn)行并行計(jì)算，則堆芯被劃分為N/P個(gè)非重疊子區(qū)域。分別對(duì)每個(gè)子區(qū)域進(jìn)行響應(yīng)矩陣構(gòu)造與求解。當(dāng)更新中子流密度時(shí)，采用MPI發(fā)送和接收信息。2數(shù)值結(jié)果根據(jù)前述積分輸運(yùn)理論推導(dǎo)，基于Fortran90編制了變分積分輸運(yùn)分析求解器（VITAS）。同時(shí)，將VITAS并行化，并在并行環(huán)境下針對(duì)三維TAKEDA2基準(zhǔn)題進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算在上海交通大學(xué)高性能計(jì)算集群“π”上完成。TAKEDA2是一個(gè)小型快中子增殖反應(yīng)堆（FBR），共包含4個(gè)材料區(qū)域，堆芯幾何布置如圖2所示。計(jì)算考慮控制棒全提和控制棒半插2種情形[2]，經(jīng)過敏感性分析，節(jié)塊空間展開階數(shù)采用6階，表面展開階數(shù)采用2階。采用蒙特卡洛的計(jì)算結(jié)果作為參考解，keff分別為：0.97320±0.0002、0.95940±0.0002。表1為半插棒情形下積分變分節(jié)塊法的計(jì)算結(jié)果和并行效率。其中，并行效率定義為：并行效率=單計(jì)算核心運(yùn)行時(shí)間多計(jì)算核心運(yùn)行時(shí)間計(jì)算核心數(shù)目結(jié)果表明：①對(duì)于不同計(jì)算核心數(shù)目下的并行計(jì)算，keff的計(jì)算結(jié)果均相同，這體現(xiàn)了并行計(jì)算對(duì)計(jì)算結(jié)果的精度無影響；②從計(jì)算時(shí)間來看，圖2TAKEDA2基準(zhǔn)題堆芯布置圖Fig.2LayoutofTAKEDA2BenchmarkCoreCR—控制棒；CRP—鈉填充區(qū)圖1程序并行計(jì)算策略Fig.1StrategyforProgramParallelizationCalculation

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]EFEN-SP3方法的加速與并行計(jì)算研究[J]. 楊文,鄭友琦,吳宏春,曹良志,李云召.  原子能科學(xué)技術(shù). 2013(S2)



本文編號(hào)：3418600