数值反应堆热工流体并行模拟技术

发布时间：2024-03-23 18:46

　　数值反应堆是建立在超级计算机上,可实现实际反应堆内各种物理过程高精细模拟的复杂软件系统,对新堆设计、反应堆功率提升和反应堆延寿等领域的研究具有重要意义。中国数值反应堆(China Virtual Reactor,CVR 1.0)是国家重点研发计划“数值反应堆原型系统开发及示范应用”项目研发的软件系统,旨在借助我国的超算优势,对反应堆内的热工流体、中子物理、材料辐照效应等物理过程进行高精细的模拟。本文论述CVR 1.0中热工流体模拟软件研发的关键技术。从堆芯对象建模与信息自动加载技术、自适应的并行任务划分技术和面向异构架构的并行优化技术三个方面开展研究,以子通道和计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)这两种广泛使用的热工流体模拟方法为研究对象,在“天河二号”和“神威·太湖之光”超算上实现了高精细的热工流体模拟。主要的工作和成果如下:(1)针对高精细子通道模拟计算的子通道/棒数量多、关联关系复杂,常用的手动输入信息的方式工作量大且易出错的问题,研发了一套用于子通道模拟的堆芯对象建模和信息自动加载技术,可实现四边形组件反应堆和六边形组件反应堆的统一建...

【文章页数】：126 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图２－１?ＣＯＢＲＡ－ＴＦ的部分输入卡示例ｌ２ｆｉｌ??２．３．２并行子通道模拟??

?北京科技大学博士学位论文???

图２－２?ＣＴＦ的区域分解方式丨２丨??

ｉｅｎｔ?Ａｎａｌｙｚｅｒ?ｆｏｒ?Ｒｅａｃｔｏｒ?Ｔｈｅｒｍａｌ?ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ，?ＳＴＡＲＴ?）的多??个循环中加入ＯｐｅｎＭＰ来实现并行化，文献［３５］显示并行后的ＳＴＡＲＴ能扩展??至４０核，并行效率为７８％。??ＣＡＳＬ对子通道部分的研究目标是进行全堆芯的、精确到....

图３－１全堆芯的、精确到每个真实流道的子通道几何建模??以采用四边形组件反应堆结构的大亚湾核电站为例，堆芯内有１５７个组??

某些采用不对称设计的堆芯，用１／４堆??芯等来代替全堆芯的做法是不合理的；另外子通道划分地太粗，结果过于粗??略，不能精细地反映真实的状态。??随着计算机性能的提升，我们不需要再采用各种假设，用少量的子通道??去近似地分析全堆芯的状态，而是可以直接进行全堆芯的、精确到每个真实??....

图３－２典型压水堆堆芯内组件排布结构??

列位置非??常方便对象定位和构建对象间的关系。因此本章定义了“堆芯行列坐标系”，??基于坐标系来自动加载对象属性、自动构建对象间的关联关系。??在加载对象属性的部分，先加载组件属性，在此基础上加载棒的属性，??再根据子通道与棒的排布关系加载子通道的属性。加载组件属性需要依据实??....

本文编号：3936327