徐海坤,匡邓晖,刘 杰,2,龚春叶,2

(1.国防科技大学并行与分布处理国家重点实验室，湖南 长沙 410073;2.国防科技大学复杂系统软件工程湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073)

1 引言

在核反应堆设计、临界安全分析及屏蔽计算中，中子输运问题是数值计算核心。通常采用确定论方法和蒙特卡罗MC(Monte Carlo)方法(又称为随机模拟法)[1,2]进行数值模拟。其中基于组合几何的蒙特卡罗MC方法具有几何仿真能力强、物理建模完善、模拟近似程度小、对问题维度不敏感等优点。但是，利用蒙特卡罗方法进行数值模拟时也有明显缺点，例如，收敛速度慢，模拟时间长[3 - 5]。随着现代超级计算机技术的飞速发展，蒙特卡罗方法天然的粒子并行性使得这些缺点得以明显改善，但在超大规模的核反应堆数值模拟计算中，模拟时间长的问题依然比较突出。

堆用蒙特卡罗分析程序RMC(Reactor Monte Carlo Code)[6,7]是由清华大学工程物理系核能科学与工程管理研究所反应堆工程计算分析实验室(REAL团队)自主研发的,用于反应堆堆芯计算分析的三维输运蒙特卡罗程序。RMC程序针对反应堆计算分析中的基本需求，同时结合新概念反应堆系统设计时几何结构灵活、中子能谱复杂及材料组分多样、各向异性及泄露强(某些特定情况)等特点进行研发，是多物理多尺度耦合核能系统数值分析平台的物理计算核心。

RMC程序有以下几大特点：

(1)MPI+OpenMP 2层并行。RMC程序实现了MPI+OpenMP 2层并行计算模式，上层使用MPI实现对等模式下的并行计算，下层采用OpenMP实现多线程并行计算，用任务分解方法实现粒子并行。……