先进中子学栅格程序KYLIN-Ⅱ输运模块并行优化开发
2020-05-30涂晓兰柴晓明李勋昭付元光郭凤晨
原子能科学技术 2020年5期
涂晓兰,柴晓明,刘 东,芦 韡,王 鑫,李勋昭,付元光,郭凤晨
(1.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,四川 成都 610213;2.北京应用物理与计算数学研究所,北京 100094)
中国核动力研究设计院不仅承担了压水堆的设计研发,同时承担大量新型反应堆的研发,不同反应堆的燃料组件的结构、燃料成分复杂,为能满足设计研发的需求,中国核动力研究设计院开发形成了先进中子学栅格程序KYLIN-Ⅱ[1-3],KYLIN-Ⅱ采用子群方法[4]求解共振核素的共振截面,采用特征线方法[5-11]进行复杂几何中子输运计算,并采用广义粗网格有限差分加速方法(GCMFD)[12]来加速中子输运求解流程,采用基于改进预估修正临界-燃耗迭代方法(PPC)的切比雪夫方法[13]求解复杂燃耗链,同时,为方便用户使用,开发形成了支持复杂组件的图形化建模工具[14]和后处理显示工具。针对1个典型的二维AFA3G组件,其网格规模为4 000,能群为190群,特征线模块计算时间可达7 000 s,计算时间较长,需对输运模块进行并行优化,提升组件计算的效率。本文首先介绍输运计算模型,然后对KYLIN-Ⅱ程序的特征线输运模块进行效率分析和并行特征分析,针对热点计算模块,提出相应的并行策略及优化策略,最后通过基准题和典型的压水堆问题验证本文方法的正确性和并行优化的效率。
1 二维几何下特征线法求解输运方程
真实情况下中子输运问题是三维问题,对于轴向均匀的问题,可将计算问题退化为二维问题,然而在求解二维问题时,必须保证计算结果与三维计算结果等效。……
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