摘要：针对金属燃料的显著辐照肿胀变形,开发基于紧密多物理耦合计算的数值燃料棒模型及相应程序YUAN。YUAN是一个通用的燃料棒多物理数值模拟平台,可在燃耗过程中基于独特的浮动网格耦合地求解中子学、热工水力、机械力学问题,模拟燃料棒在反应堆内极端环境下的热传导、机械变形、中子输运、核素燃耗等行为。利用YUAN对典型金属燃料进行模拟,分析金属燃料由于变形产生的多物理效应对传热、中子学的影响。

摘要：多物理耦合是一类普遍的复杂应用问题。并行计算时,在充分考虑各个物理过程的基础上,还需要在不同物理过程之间建立数据依赖关系并交换物理量值。这无论对并行算法设计,还是对并行编程实现来说,均具有较大的难度。JASMIN框架提供联邦计算功能,很好地封装和实现了单层结构网格上的多物理耦合并行计算。该功能实际应用于激光聚变和地球系统模式等领域,支撑研发了多个应用程序,可以有效使用成千上万个处理器核进行数值模拟。

摘要：Tonti图揭示并高度概括了多种物理场所共同具备的数学结构,为求解不同物理场提供相同的拓扑算子以构建刚度矩阵。离散几何法是基于离散空间中互为正交的原始和对偶网格,利用其几何尺度直接导出本构矩阵,从而快速建立代数方程的数值解法,它的形式结构直观简单,便于计算。本文根据Tonti图将离散几何法应用于三维集成电路中TSV阵列的电-热-力场的耦合问题,并将计算结果与基于有限元法的商业软件COMSOL对比。实验结果表明:在多物理耦合问题上,离散几何法精度可靠,从而有望应用推广至电子设计自动化工具之中。

摘要：数字反应堆是针对反应堆系统开展综合性能数值模拟的集成平台。本文回顾了反应堆数值模拟技术的发展历程,并阐述了构成数字反应堆的3个技术要素:目标场景、先进模型与多物理场耦合技术、集成环境。尽管目前数字反应堆发展还面临若干技术挑战,如多学科和多尺度计算的时空协调问题、设计优化的复杂性、缺乏数据库等,但数字反应堆仍能更好地分析限制反应堆性能或影响反应堆安全的关键问题,以及从机理上解释那些无法通过试验观察或测量的现象。

摘要：后摩尔时代的发展浪潮下,异构集成技术正成为微系统工程化应用的实践途径,其带来高密度集成、多专业融合、高性能、微型化和智能化等优势的同时,也带来了诸多潜在的可靠性问题,直接影响工程化的推广实施.针对上述问题,分析了多尺度多物理特征下的潜在故障模式,并从设计制造基础能力、失效模式和机理、可靠性表征和建模、仿真预测平台、试验评价等方面进行了调研综述,指出微系统可靠性发展的技术挑战,并给出未来的发展建议.

摘要：蒙特卡罗方法对于复杂核系统的模拟具有明显优势,然而在实际工程应用中存在巨大的挑战,如复杂结构与材料分布精准建模难度大、计算收敛速度慢、海量数据难以及时有效分析等。超级蒙特卡罗核计算仿真软件系统SuperMC设计为支持以辐射输运为核心,包含燃耗、辐射源项/剂量/生物危害、材料活化与嬗变等的综合中子学计算,支持热工水力学、结构力学、化学、生物学等多物理耦合模拟。SuperMC目前已发展了精准建模、高效计算、四维可视化等关键技术,通过2 000余个国际基准模型及实验的验证与确认,在反应堆工程等方面获得广泛应用,本文对其发展概况进行介绍。