npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.1134/S2079562920060548npe-201Research ArticleМатематическое моделирование в ядерных технологияхMathematical Modeling in Nuclear TechnologiesПараллельные вычисления нестационарных процессов в ядерном реактореParallel Calculation of Non-Stationary Processes in the Nuclear ReactorСолдатовЕ. О.SoldatovE. O.

Каширское ш. 31, Москва, 115409

Kashirskoe sh. 31, Moscow, 115409

eo-soldatov@mail.ruВолковЮ. Н.VolkovYu. N.

Каширское ш. 31, Москва, 115409

Kashirskoe sh. 31, Moscow, 115409

КругликовА. Е.KruglikovА. Е.

Каширское ш. 31, Москва, 115409

Kashirskoe sh. 31, Moscow, 115409

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”РоссияNational Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)Russian Federation202021042024116342347Copyright © Солдатов Е.О., Волков Ю.Н., Кругликов А.Е., 20242024Солдатов Е.О., Волков Ю.Н., Кругликов А.Е.Soldatov E.O., Volkov Y.N., Kruglikov А.Е.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/201

В РНЦ “Курчатовский институт” имеется критический стенд АСТРА, на котором проводятся эксперименты по изучению нейтронно-физических особенностей реакторов типа ВТГР. Информация по оцененным экспериментам в настоящее время существует только для стационарных экспериментов и отсутствует для нестационарных, более того, в настоящее время еще не выполнен расчетный анализ большинства нестационарных экспериментов. Последняя задача требует расчета при помощи нейтронно-физического кода, который может решать нестационарные задачи с учетом пространственного распределения поля нейтронов. При рассмотрении сложных нейтронно-физических систем с числом расчетных точек более миллиона, время расчета может составлять час и более, а в случае нестационарного процесса с малым шагом по времени ожидание может составлять месяц. АСТРА является сложной системой с количеством расчетных точек порядка миллиона. Для ускорения нестационарного расчета могут быть использованы параллельные технологии. Целью исследования является внедрение эффективных методов стационарного вычислительного моделирования с использованием технологии распараллеливания в модуль для расчета нестационарных процессов. Разработана схема распараллеливания с разделением расчетных слоев по высоте. Проведен расчет нестационарных экспериментов с использованием параллельных технологий.

Kurchatov Institute has a critical ASTRA stand, where experiments are carried out to study the neutron-physical characteristics of VTGR-type reactors. Information on the evaluated experiments currently exists only for stationary experiments and is absent for non-stationary ones; moreover the calculation analysis for most part of non-stationary experiments has not been carried out yet. The last task demands the calculation by neutronic code to be able to solve time-dependent problems in accordance to space distribution of neutron field. When considering the complex neutron-physical systems with the number of calculation points than 1 million, the calculation time can be an hour or more, and in case of non-stationary process with the small step of time, the waiting can be a month. ASTRA is a complex system with about 1 million calculated points. Parallel technologies can be used to speed up the non-stationary calculation. The aim of the study is to imply efficient methods of stationary computational modeling using parallelization technology into a module for calculating non-stationary processes. A parallelization scheme with height decomposition has been developed. The calculation of non-stationary experiments using parallel technologies is carried out.

параллельные технологииреакторнейтронно-физический расчетчисленные методынестационарный расчетparallel techniquesreactorneutron-physical calculationnumerical methodsnon-stationary calculationReferencesPonomarev-Stepnoi N.N. et al. // Nucl. Eng. Des. 2003. V. 222. P. 215–229.Ponomarev-Stepnoi N.N. et al. // Nucl. Eng. Des. 2003. V. 222. P. 215–229.Zizin M.N. et al. // KERNTECHNIK. 2020. V. 85. No. 1. P. 4–8.Zizin M.N. et al. // KERNTECHNIK. 2020. V. 85. No. 1. P. 4–8.Volkov Y.N. et al. // J. Phys.: Conf. Ser. 2018. V. 1133. P. 012033.Volkov Y.N. et al. // J. Phys.: Conf. Ser. 2018. V. 1133. P. 012033.Зизин М.Н. Интеллектуальная программная система ShIPRW для математического моделирования ядерных реакторов. [Intellectual Software System ShIPRW for Mathematical Simulation of Nuclear Reactors] // Препринт ИАЭ-6354/5. 2005.Зизин М.Н. Интеллектуальная программная система ShIPRW для математического моделирования ядерных реакторов. [Intellectual Software System ShIPRW for Mathematical Simulation of Nuclear Reactors] // Препринт ИАЭ-6354/5. 2005.Soldatov E.O. et al. // J. Phys.: Conf. Ser. 2020. V. 1689. P. 012074.Soldatov E.O. et al. // J. Phys.: Conf. Ser. 2020. V. 1689. P. 012074.Askew J.R. et al. // J. Br. Nucl. Energy Soc. 1966. V. 5. P. 564–585.Askew J.R. et al. // J. Br. Nucl. Energy Soc. 1966. V. 5. P. 564–585.Nakamura S. Applied Numerical Methods with Software. 1991. Upper Saddle River: Prentice-Hall.Nakamura S. Applied Numerical Methods with Software. 1991. Upper Saddle River: Prentice-Hall.Crouzet N. et al. // Nucl. Sci. Eng. 1996. V. 123. No. 2. P. 206–214.Crouzet N. et al. // Nucl. Sci. Eng. 1996. V. 123. No. 2. P. 206–214.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.