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基于大规模并行计算的三维多群中子扩散方程有限差分方法

发布时间:2018-04-01 11:23

  本文选题:三维多群中子扩散方程 切入点:有限差分方法 出处:《强激光与粒子束》2017年08期


【摘要】:三维多群中子扩散方程的精确、高效求解是核动力堆芯设计及燃料管理的基础。应用有限差分方法求解该方程具有简便、精确、成熟的优点;然而,该方法的计算量和存储量均较大,极大地限制了它的计算规模和应用范围。本文基于大规模并行计算,研究三维多群中子扩散方程有限差分方法:采用中心有限差分格式离散中子扩散方程;基于MPI并行编程模型,采用空间区域分解的方式实现大规模并行计算;采用多群多区域耦合PGMRES算法进行并行加速。在集群服务器上开发了ParaFiDi程序,并采用IAEA3D,PHWR等多个基准题对该程序进行验证。数值结果表明,ParaFiDi程序具有较高的计算精度和计算效率。
[Abstract]:The accurate and efficient solution of the three-dimensional multigroup neutron diffusion equation is the basis of nuclear power reactor core design and fuel management. The application of the finite difference method to solve the equation has the advantages of simplicity, accuracy and maturity. The computational complexity and storage capacity of this method are large, which greatly limits its computational scale and application scope. The finite difference method of three-dimensional multi-group neutron diffusion equation is studied: the central finite difference scheme is used to discretize the neutron diffusion equation, and the spatial domain decomposition is used to realize large-scale parallel computation based on MPI parallel programming model. The ParaFiDi program is developed on the cluster server by using multi-group and multi-area coupled PGMRES algorithm, and the program is verified by several benchmark questions such as IAEA3DU PHWR. The numerical results show that the PGMRES program has high calculation accuracy and efficiency.
【作者单位】: 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室;
【基金】:中国核动力研究设计院探索基金项目
【分类号】:TL329.2

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本文编号:1695363

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