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                快堆高性能数值模拟关键技术取得重要突破

                来源:中国原子能科学研究院 发布日期:2021-12-28

                近日,由原子能院核工程设计研究所牵头开发的快堆多物理耦合计算系统,成功完成了数千核并行规︾模的快堆堆芯和堆本体全范围精细化中光子输运计算、全堆芯输卐运-燃耗耦合计算、核-热子通道耦合计算与核燃々料性能耦合分析。这标志着原子能院快堆型谱软件在高性◤能计算、先进建模仿真技术与多物理耦合模拟方面取得重要突破,为构建我国首个具有完全自主知识产权的钠冷快堆高性能数值模拟系统奠定应用基础。

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                快堆核-热子通道耦合计算温度场三维展示


                采用池式结构设计的快堆结构复杂,因而对全范围三维精细化计算模拟提出更高要求。随着计算机的快速发【展和超算技术的广泛应用,使得开展反应堆高分辨率数值模拟成为可能,可减少计算模型的简化和近似,向高保真、高精度计算逼近。近几年,我国反应堆数值计算发展正从单一物理过√程向多物理系统耦合、从简化的等效模型向精细化先进建模与全范围模拟的方向发展。


                自2017年起,原子能院先后联合中物院高性能数值模拟软件中心、北京科技大学、清华大学、中科院网络信息中心开发了快堆高性能粒子输运计算系统(JPTS-CFR)、快堆特征线程序(ANT-MOC)、反应堆蒙卡程序(ANT-RMC),并在此基础上,将自主开发的全堆六角形组件子通道程序、多群点燃耗程序、快堆燃料性能分析程序,采用多物理场网格映射与转换、堆芯-组件-栅元多层级索引等策略,开发面向快堆型谱的多物理耦合计算系统,以高仿真可视化显示的方式对计算结果进行三维动态显示,有效提高了快堆整体与局部关键特性的分析计算能力,从而更好地支撑快堆型号设计工作。

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                快堆堆〒本体范围中子分布云图


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