面向三維輻射禁止最最佳化的快速自動建模方法研究

《面向三維輻射禁止最最佳化的快速自動建模方法研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由龍鵬程擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：面向三維輻射禁止最最佳化的快速自動建模方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：龍鵬程
• 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院

項目摘要

輻射禁止最最佳化是核裝置工程設計的核心內容之一。基於粒子輸運模擬的自動尋優是設計高質量禁止方案的重要保證。隨著計算機技術和高性能算法的不斷發展、新型複雜核裝置概念（如先進裂變堆、混合堆、聚變堆等新型堆）的不斷提出，基於三維精細粒子輸運模擬的高几何複雜度禁止問題的精細分析需求以及條件日益成熟。雖然，面向三維粒子輸運模擬的計算自動建模技術已逐步實用化，但是，輻射禁止最最佳化對複雜幾何的建模效率提出了更高要求，需要將針對中等複雜規模幾何的建模效率從數小時降低到分鐘量級，甚至到秒級。本項目將結合不同建模方法的特點、典型核裝置的幾何特性，充分利用粒子輸運計算的硬體環境，研究粒子輸運計算自動建模的加速技術；研究基於特徵識別與規則庫技術的快速建模方法，將單個幾何體的建模時間降低到秒量級；研究結合輸運計算環境特點（多節點，多核，且可能包含GPU）的混合併行加速方法，實現分鐘量級的快速自動建模。

結題摘要

輻射禁止最最佳化是核裝置工程設計的核心內容之一。基於粒子輸運模擬的自動尋優是設計高質量禁止方案的重要保證。隨著計算機技術和高性能算法的不斷發展、新型複雜核裝置概念（如先進裂變堆、混合堆、聚變堆等新型堆）的不斷提出，基於三維精細粒子輸運模擬的高几何複雜度禁止問題的精細分析需求以及條件日益成熟。雖然，面向三維粒子輸運模擬的計算自動建模技術已逐步實用化，但是，輻射禁止最最佳化對複雜幾何的建模效率提出了更高要求，需要將針對中等複雜規模幾何的建模效率從數小時降低到分鐘量級，甚至到秒級。 本項目結合不同建模方法的特點、典型核裝置的幾何特性，充分利用粒子輸運計算的硬體環境，研究粒子輸運計算自動建模的加速技術；研究基於特徵識別與規則庫技術的快速建模方法，將單個幾何體的建模時間降低到秒量級；研究結合輸運計算環境特點（多節點，多核，且可能包含GPU）的混合併行加速方法。發展了耦合特徵建模、多節點/多核/GPU並行等加速技術的快速自動建模方法，以國際熱核實驗反應堆ITER基準模型為典型例題的測試結果表明，建模效率在普通計算機上達到分鐘量級實現了典型例題的分鐘量級的快速自動建模。