一种应用于共振计算中的能群并行方法技术

一种应用于共振计算中的能群并行方法，在进行共振计算时，由于采用的是MOC方法求解两个固定源方程，因此在求解过程中的固定源迭代次数是与总截面Σ

【技术实现步骤摘要】
一种应用于共振计算中的能群并行方法


[0001]本专利技术涉及核反应堆物理计算领域，具体涉及一种高效的应用于共振计算中的能群并行方法。

技术介绍

[0002]近十年，随着特征线方法的发展，特征线固定源计算逐步取代了耗时的碰撞概率计算，等价理论中嵌入基于特征线计算的固定源求解已经成为共振自屏计算的主要思路。Yamamoto首先提出了基于特征线计算的增强中子流方法来获得非均匀系统的背景截面，并应用于组件计算程序AEGIS中。上海核星核电科技有限公司的压水堆堆芯分析计算软件包ROBIN也采用这套方法。由于特征线方法的引入，消除了传统等价理论中碰撞概率带来的几何适应性和效率上限制，由Yamamoto的增强中子流方法开始，国际上涌现了大量将传统等价理论方法与特征线方法结合的研究。由于突破了几何的限制，对于复杂几何也可以进行建模计算，但是复杂几何的特征线扫描以及固定源计算是非常耗时的，同时该计算特性是与具体计算问题相关，研究出一套适用于不同能谱、不同几何的加速方法是比较困难的，因此并行计算的强适用性是对于计算效率的提升的一个非常有效的方法。确保CPU任务分配的平衡是确保并行计算高效率的重要因素，因此研制出一套高效的适用于不同能谱、不同问题的并行策略是非常有必要的。

技术实现思路

[0003]为了克服上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种应用于共振计算中的能群并行方法，本专利技术在处理共振问题时，首先在进行共振计算之前得到每个核素、各个能群、各个区域的总截面后，以各个区域的平均弦长为权重将每个核素各个能群的总截面进行区域上的加权，得到每个核素中各个能群的权重，再以权重对能群进行划分，使得每个CPU的负载达到较为平衡的状态。
[0004]为了实现以上目的，本专利技术采取如下的技术方案予以实施：
[0005]一种应用于共振计算中的能群并行策略，包括如下步骤：
[0006]步骤1：在共振计算之前得到每个核素、各个区域、各个能群的宏观总截面Σ
t,r,i,g
；
[0007]步骤2：根据公式(1)将步骤1所得到的宏观总截面按照平均弦长进行区域的加权，从而得到整个组件各个核素、各个能群的平均宏观总截面；
[0008][0009]式中：
[0010]Σ
t,r,i,g
——每个核素i、各个区域r、各个能群g的宏观总截面
[0011]S
r
——每个区域的面积
[0012]L
r
——每个区域的周长
[0013]——区域加权后各个核素、各个能群的平均宏观总截面
[0014]步骤3：由于固定源求解中的计算效率与平均宏观总截面相关，因此根据公式(2)计算出W
i,g
，作为评价各个核素、各个能群计算效率的权重；
[0015][0016]式中：
[0017]W
i,g
——各个核素、各个能群计算效率的权重
[0018]步骤4：按照权重和并行的核数，求得每个核素应当分得的平均权重；
[0019][0020]式中：
[0021]——对于单个核素来说，每个CPU应当分得的平均权重
[0022]n——并行的CPU数量
[0023]步骤5：按照能群，将各个能群的权重逐群累加，当累加的权重大于等于平均权重时，将累加的能群划分到第一个CPU，以此类推，直到所有CPU都分配任务；
[0024]步骤6：开展共振计算。
[0025]与现有技术相比，本专利技术有如下突出的优点：
[0026]1.在本专利技术方法中，采用了按照权重分能群的策略，避免了均分能群下单个CPU负载不均衡的情况，可以进一步提升并行效率；能够极大的缩短每个核素共振计算的时间，从而提升复杂几何截面计算的整体计算效率。
[0027]2.在本专利技术方法中，利用平均弦长作为截面加权的判据，能够解决共振计算过程中总截面与问题相关导致任务划分不适用于所有问题的困难。
附图说明
[0028]图1为本专利技术应用于共振计算的能群并行方法流程图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细说明：
[0030]在进行共振计算时，由于采用的是MOC方法求解两个固定源方程，因此在求解过程中的固定源迭代次数是与总截面Σ
t
以及源项S存在关系。本专利技术在处理共振问题时，首先在进行共振计算之前得到每个核素、各个能群、各个区域的总截面后，以各个区域的平均弦长为权重将每个核素各个能群的总截面进行区域上的加权，得到每个核素中各个能群的权重，再以为权重对能群进行划分，使得每个CPU的负载达到较为平衡的状态。如图1所示，本专利技术包括如下步骤：
[0031]步骤1：在共振计算之前得到每个核素、各个区域、各个能群的宏观总截面Σ
t,r,i,g
；
[0032]步骤2：根据公式(1)将步骤1所得到的宏观总截面按照平均弦长进行区域的加权，从而得到整个组件各个核素、各个能群的平均宏观总截面；
[0033][0034]式中：
[0035]Σ
t,r,i,g
——每个核素i、各个区域r、各个能群g的宏观总截面
[0036]S
r
——每个区域的面积
[0037]L
r
——每个区域的周长
[0038]——区域加权后各个核素、各个能群的平均宏观总截面
[0039]步骤3：由于固定源求解中的计算效率与平均宏观总截面相关，因此根据公式(2)计算出W
i,g
，作为评价各个核素、各个能群计算效率的权重；
[0040][0041]式中：
[0042]W
i,g
——各个核素、各个能群计算效率的权重0
[0043]步骤4：按照权重和并行的核数，求得每个核素应当分得的平均权重；
[0044][0045]式中：
[0046]——对于单个核素来说，每个CPU应当分得的平均权重
[0047]n——并行的CPU数量
[0048]步骤5：按照能群，将各个能群的权重逐群累加，当累加的权重大于等于平均权重时，将累加的能群划分到第一个CPU，以此类推，直到所有CPU都分配任务。
[0049]步骤6：开展共振计算。
[0050]为验证本专利技术的有效性，表1展示了利用本专利技术方法与传统方法计算同一快堆平板型燃料组件问题的并行效率的对比。计算结果表明，利用本专利技术进行并行计算时的并行效率相比传统均分能群的并行效率有着良好的提升，同时在少核并行时基本都维持在超线程状态，有效减少了计算时间。
[0051]表1.典型快堆平板燃料组件按照权重分能群与均分能群共振并行效率的对比
[0052]核数均分能群并行效率/％权重分群并行效率/％110010021001093102119410712161131198103109
[0053]利用本专利技术不仅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于共振计算中的能群并行方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：在共振计算之前得到每个核素、各个区域、各个能群的宏观总截面Σ
t,r,i,g
；步骤2：根据公式(1)将步骤1所得到的宏观总截面按照平均弦长进行区域的加权，从而得到整个组件各个核素、各个能群的平均宏观总截面；式中：Σ
t,r,i,g
——每个核素i、各个区域r、各个能群g的宏观总截面S
r
——每个区域的面积L
r
——每个区域的周长——区域加权后各个核素、各个能群的平均宏观总截面步...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜夏楠，杨懿宸，郑友琦，吴宏春，王永平，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：