《核反應動力學高效數值模擬軟體集成開發與套用》是依託北京套用物理與計算數學研究所，由田保林擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：核反應動力學高效數值模擬軟體集成開發與套用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：田保林
- 依託單位：北京套用物理與計算數學研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在武器物理、慣性約束聚變、反應堆物理、天體物理等國防科技和前沿科學領域，核反應動力學軟體是開展相關研究的一個不可或缺的關鍵手段。然而，現有軟體難以適應新形勢下精密化物理建模和高置信度大規模數值模擬的需求，為此本項目計畫在深入剖析現有武器物理應用程式的物理模型、計算方法和程式結構的基礎上，採用現代軟體研發模式，集成創新，結合併行底層支撐框架JASMIN，研製新一代的核反應動力學高效數值模擬軟體平台。擬開展的主要工作有：（1）制定程式模組化和標準化規範，設計先進的核反應動力學數值模擬軟體體系架構，（2）研製基於ALE方法的輻射流體力學算法庫和程式模組庫；（3）研製高效中子輸運計算方法庫和程式庫。本項目以工程套用數值模擬需求為牽引，探索工程物理套用軟體研發的新思路、新方法，研製具有較好可擴展性、可復用性的核反應動力學數值模擬軟體平台，為工程和科學計算提供軟體支撐，有重要理論意義和套用價值。
結題摘要
核反應動力學數值模擬是武器物理研究的重要內容，發展新一代的核反應動力學軟體對於提高國防科技領域武器物理問題研究能力具有重要意義。核反應動力學高效數值模擬軟體研製工作啟動以來，課題成員緊密合作，協同攻關，取得了系列研究成果。（1）針對遺產程式重構特點和新程式研製需求，制定了新版程式模組化和標準化規範，設計先進的核反應動力學數值模擬軟體體系架構；（2）發展了適用於多介質大變形問題高精度ALE方法和高精度歐拉方法，研製了基於ALE方法的輻射流體力學算法庫和程式模組庫；（3）提出並實現了基於格式的界面預估校正並行算法，研製了高效中子輸運計算方法庫和程式庫。（4）根據武器物理和反應堆物理數值模擬需求，設計典型驗證模型，在數千上萬處理器上實現典型核反應動力學問題的高效計算，建立套用軟體和構件庫的評測標準，對核反應動力學集成軟體平台進行全面的測試與驗證，並與理論或實驗結果進行對比分析，開展了軟體的推廣套用工作。總之，本項目通過對遺產程式進行深入剖析，重構和集成遺產程式優良算法和程式模組，構建先進數值模擬方法體系，結合併行支撐底層JASMIN框架設計先進的核反應動力學軟體體系架構，研製了具有較好可擴展性、可復用性和可維護性的新一代的高效高置信度核反應動力學數值模擬軟體平台，探索出了一種基於遺產程式研發新一代工程套用軟體的可復用研發模式。項目研製的核反應動力學軟體已經套用於武器工程問題的數值模擬，顯著提升了數值模擬的空間解析度和計算精度，為型號設計與改進、庫存維護等工程任務提供了重要的數值模擬支撐。課題成員獲國家科技進步二等獎2人次，獲軍隊科技進步一等獎5人次。課題組共發表期刊論文20餘篇，其中Sci近20篇，獲批軟體著作權4項。項目負責人獲批2018年國家科技創新中青年領軍人才計畫（公示中）和中物院于敏數理科學獎，項目成員汪玥獲2018年中物院雙百人才工程支持。
