數值反應堆是建立在超級計算機上,可實現(xiàn)實際反應堆內各種物理過程高精細模擬的復雜軟件系統(tǒng),對新堆設計、反應堆功率提升和反應堆延壽等領域的研究具有重要意義。中國數值反應堆(China Virtual Reactor,CVR 1.0)是國家重點研發(fā)計劃“數值反應堆原型系統(tǒng)開發(fā)及示范應用”項目研發(fā)的軟件系統(tǒng),旨在借助我國的超算優(yōu)勢,對反應堆內的熱工流體、中子物理、材料輻照效應等物理過程進行高精細的模擬。本文論述CVR 1.0中熱工流體模擬軟件研發(fā)的關鍵技術。從堆芯對象建模與信息自動加載技術、自適應的并行任務劃分技術和面向異構架構的并行優(yōu)化技術三個方面開展研究,以子通道和計算流體力學(Computational Fluid Dynamics,CFD)這兩種廣泛使用的熱工流體模擬方法為研究對象,在“天河二號”和“神威·太湖之光”超算上實現(xiàn)了高精細的熱工流體模擬。主要的工作和成果如下:(1)針對高精細子通道模擬計算的子通道/棒數量多、關聯(lián)關系復雜,常用的手動輸入信息的方式工作量大且易出錯的問題,研發(fā)了一套用于子通道模擬的堆芯對象建模和信息自動加載技術,可實現(xiàn)四邊形組件反應堆和六邊形組件反應堆的統(tǒng)一建...

【文章頁數】：126 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１?ＣＯＢＲＡ－ＴＦ的部分輸入卡示例ｌ２ｆｉｌ??２．３．２并行子通道模擬??

?北京科技大學博士學位論文???

圖２－２?ＣＴＦ的區(qū)域分解方式丨２丨??

ｉｅｎｔ?Ａｎａｌｙｚｅｒ?ｆｏｒ?Ｒｅａｃｔｏｒ?Ｔｈｅｒｍａｌ?ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ，?ＳＴＡＲＴ?）的多??個循環(huán)中加入ＯｐｅｎＭＰ來實現(xiàn)并行化，文獻［３５］顯示并行后的ＳＴＡＲＴ能擴展??至４０核，并行效率為７８％。??ＣＡＳＬ對子通道部分的研究目標是進行全堆芯的、精確到....

圖３－１全堆芯的、精確到每個真實流道的子通道幾何建模??以采用四邊形組件反應堆結構的大亞灣核電站為例，堆芯內有１５７個組??

某些采用不對稱設計的堆芯，用１／４堆??芯等來代替全堆芯的做法是不合理的；另外子通道劃分地太粗，結果過于粗??略，不能精細地反映真實的狀態(tài)。??隨著計算機性能的提升，我們不需要再采用各種假設，用少量的子通道??去近似地分析全堆芯的狀態(tài)，而是可以直接進行全堆芯的、精確到每個真實??....

圖３－２典型壓水堆堆芯內組件排布結構??

列位置非??常方便對象定位和構建對象間的關系。因此本章定義了“堆芯行列坐標系”，??基于坐標系來自動加載對象屬性、自動構建對象間的關聯(lián)關系。??在加載對象屬性的部分，先加載組件屬性，在此基礎上加載棒的屬性，??再根據子通道與棒的排布關系加載子通道的屬性。加載組件屬性需要依據實??....

本文編號：3936327