摘要：框架方法常常用于复杂软件的研制,为充分利用集群计算资源,减小堆芯并行计算软件的研制难度,该方法被引入至核动力工程软件的研发阶段。原型软件NAC4R被设计和编程实现,按照层次化结构提供串行环境和分布式内存环境下的基础数据操作、数值代数、图分区和线性方程组求解等功能,并使用解释型脚本语言来实现自动化控制。离散纵坐标法(SN)屏蔽输运程序Hydra-SN3D的并行算法在NAC4R内重新编程实现,通过统一的软件结构和共性计算的抽象来论证并行软件研制效率和计算效率的改善程度。数值实验表明,NAC4R使用之后样本程序的核心并行算法有了更进一步的性能提升和更简洁的数值程序编写流程。

摘要：为了论证国产芯片在堆芯数值计算领域的可行性,对多个堆芯程序在飞腾处理器的ARM通用计算环境中进行了移植,涉及堆芯燃料管理软件的扩散原型程序NACK-R、子通道分析程序CORTH、特征线输运程序OpenMOC和堆芯组件程序KYLIN2。移植过程在ARM计算环境中通过合理的程序代码修订,去除对商业函数库的依赖,且在移植过程中对KYLIN2的特征线循环扫描计算过程引入OpenMP多线程并行,论证单结点多个飞腾处理器核心的并行能力。参照对象Intel商用处理器的频率约为飞腾处理器频率的2倍,堆芯程序移植后的串行运行效率与在Intel计算环境中的串行运行效率差异保持在3~4倍,受限于所使用飞腾处理器型号的缓存大小,部分数据量较大例题的性能差异可能更大。KYLIN2完成多线程并行后计算效率接近在Intel处理器上的串行效率,证明单结点多个飞腾处理器核心能够替换部分堆芯数值计算既有的应用场景。移植结果也表明,混合不同处理器的异构设计,能够在计算资源紧张的情况下充分利用国产硬件,提升计算环境的整体利用效率。

摘要：为了论证国产芯片在堆芯数值计算领域的可行性,对子通道计算软件CORTH和堆芯组件程序KYLIN2的串行版本在飞腾处理器的ARM计算环境进行了移植。移植过程在ARM计算环境下通过合理的程序代码修订,去除对商业函数库的依赖,且在特征线循环结构的扫描计算过程引入OpenMP多线程并行。实验参照对象为频率两倍差异的Intel商用处理器。结果表明CORTH程序和KYLIN2均能够成功移植,且与Intel商用处理器的数值稳定性保持一致。计算效率方面CORTH程序移植后的串行效率与Intel计算环境差异较小;KYLIN2移植后的串行效率较低,但通过线程并行后计算效率接近Intel处理器的串行效率。移植结果论证集群系统这种混合国际和国内处理器的资源结构,能够在计算资源紧张的情况下充分利用国产硬件,提升计算环境的整体利用效率。

摘要：并行计算可以提高大规模数值计算的效率,它是实现全堆芯精细数值分析和耦合计算的重要技术之一。在结构化网格条件下引入冗余的计算信息来提升全堆芯子通道分析的并行度,以此为基础围绕中国核动力研究设计院自主研制的全堆芯子通道分析程序CORTH,设计对应的有效并行算法来解决其计算效率偏低的问题。实验结果表明,全堆芯子通道分析程序CORTH的计算效率在使用多核集群资源情况下提升明显,性能接近国际同类型软件COBRA-TF;且相比区域分解等改变数值计算流程的并行算法,此并行算法对程序的改动较小,更适用于此类核反应堆工程软件的研制。

摘要：采用TAKEDA基准题验证高效偶阶离散纵标法(HEPSN)的临界计算功能,数值结果表明:有效增殖因数和各区域平均中子通量密度值与基准值吻合良好,堆芯区域的平均中子通量密度误差在0.7%以内,其他区域较扩散理论误差显著减小。相较于传统离散纵标法,HEPSN计算效率更高,需要的存储更小;相较于扩散理论,HEPSN的计算精度更高。因而,高效偶阶离散纵标法在大规模输运计算中具有很好的应用前景。

摘要：本文对国产自主化核设计程序Bamboo程序在方形组件压水堆中的适用性开展了研究。主要内容包括:利用Bamboo程序对三种国内典型的方形组件压水堆进行建模,并将堆芯临界硼浓度、堆芯功率分布、堆芯燃耗分布、控制棒价值和反应性系数等参数的计算结果,同堆芯实测结果或SCIENCE程序计算结果进行对比验证。结果表明,Bamboo程序在典型方形组件压水堆堆芯计算中具有良好的精度,能够满足核电厂的堆芯核设计需求。研究结果为Bamboo程序进一步的工程应用奠定了基础。