[发明专利]一种基于特征线法的多重并行方法

摘要

一种基于特征线法的多重并行方法，对反应堆堆芯每层进行径向MOC的非均匀计算后，均匀化得到栅元的分层均匀化截面，进行三维输运计算，而后更新径向MOC的非均匀计算的轴向泄漏项，直至迭代收敛；本发明方法同时分析空间、角度和特征线各自并行效率对总并行效率的影响方式，确定多重并行的优化方案。

主权项

1.一种基于特征线法的多重并行方法，其特征在于：对反应堆堆芯每层进行径向MOC的非均匀计算后，均匀化得到栅元的分层均匀化截面，进行三维输运计算，而后更新径向MOC的非均匀计算的轴向泄漏项，直至迭代收敛；所述径向MOC的非均匀计算包括空间、角度和特征线三个维度，每个维度均能够进行并行；首先进行空间区域分解，然后基于空间区域分解再进行角度区域分解，最后基于空间、角度区域分解的特征线并行计算，共包括三重并行；基于空间、角度和特征线的多重并行能够实现万核量级的大规模并行，其总并行效率与每一重的并行效率相关，假设空间并行的并行效率随空间区域分解子区数的变化为PS(NS)，其中NS为空间区域分解数，角度的并行效率为PA(NA)，其中NA为角度区域分解数，特征线的并行效率为PC(NC)，其中NC为特征线区域分解数，则总的并行效率则为：PT＝PS(NS)×PA(NA)×PC(NC)   (1)由上式可知，总的并行效率是各重并行效率的乘积，提高总的并行效率应从两个方面出发：1)分别提高每重并行的并行效率P(N)；2)确定优化的资源分配方法，即确定各重并行的区域分解数即空间区域分解数NS、角度区域分解数NA和特征线区域分解数NC；在NS×NA×NC为定值的前提下求解式(2)的优化问题，确定综合的优化方案；max{PS(NS)×PA(NA)×PC(NC)}   (2)；空间区域分解和角度区域分解采用基于权重的区域分解方法；所述空间区域分解应使各个空间子区域的权重相近:ωs1≈ωs2≈ωs3≈ωs4，并使得权重最大值与权重最小值比值最小，即min[max(ωri)/min(ωri)]；精确的子区域权重与各个子区域的总的特征线段数相关，与各空间子区域的平源区数相关，因此以空间子区域的平源数为权重进行空间区域分解；所述角度区域分解原则与空间区域分解的原则相同，即尽量使得各个角度子区域的负载平衡；由于不同角度的特征线数量和计算量不同，应利用带权重的角度区域分解方案；为此，将首先计算不同角度的特征线段数，得到归一的角度权重系数，然后利用“贪婪算法”进行角度的区域分解，并在角度区域分解的基础上，重新确定角度在反射边界的对应关系。