[发明专利]一种用于反应堆屏蔽计算的并行扫描方法

摘要

本发明公开了一种用于核反应堆屏蔽计算的并行扫描方法，该方法是将计算几何用细网格剖分逼近，然后将细网格分成若干个区域，每个区域由一个CPU负责，同时又将一个CPU负责的区域分成若干个并行单元，当一个CPU上的并行单元计算结束后，可以将计算信息传递给相邻的并行单元，从而实现高效的并行屏蔽计算，给核电厂设计的安全性和经济性提供有力的保障。

主权项

1.一种用于核反应堆屏蔽计算的并行扫描方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一：将反应堆模型沿X方向，Y方向以及Z方向划分成细小网格，用这些细小网格去逼近真实几何，并基于这些细小网格建立三维离散纵标方法的三维细网模型；步骤二：将三维细网模型沿X方向和Y方向分解成若干个二维子区域，二维子区域的个数就是后续计算中所使用的CPU个数，二维子区域尽量均匀划分，以确保每个CPU的计算量相仿，充分调用计算资源，同时将每个子区域沿Z方向分解成若干并行单元，在每个并行单元内部执行串行计算，并行单元之间执行并行计算；步骤三：根据离散角度的方向确定首个计算的并行单元，对于三维几何，离散角度的方向落在八个象限中：(‑，‑，‑)，(‑，‑，+)，(‑，+，‑)，(‑，+，+)，(+，‑，‑)，(+，‑，+)，(+，+，‑)，(+，+，+)，而空间扫描顺序和离散角度的方向所在的卦限是一一对应的，当离散角度的方向所在的象限确定时，首个计算的并行单元即为该离散方向对应角点处所在的并行单元，当首个并行单元计算结束以后，将其表面上的出射角通量传给相邻的并行单元作为入射角通量；相邻的并行单元接收到入射角通量后，对应的CPU立即执行计算任务，以此类推，所有CPU将很快地被启动起来，对于每一个并行单元采用轴向贯穿流水线式角度顺序，即将八个卦限分成四组：①(‑，‑，‑)和(‑，‑，+)，②(‑，+，‑)和(‑，+，+)，③(+，‑，‑)和(+，‑，+)，④(+，+，‑)和(+，+，+)，先将第一组内两个卦限的所有角度扫描结束再扫描第二组，接着扫描第三组和第四组；八个卦限全部扫描结束，记为一次迭代计算；步骤四，当每次迭代计算结束时，每个CPU计算自己对应并行单元每一个网格的迭代误差，并将两两比较每个网格迭代误差，误差绝对值大的保留小的舍去，这样就得到每个并行单元的最大迭代误差，记录每一个并行单元的最大迭代误差，并将所有并行单元的最大迭代误差进行比较得到整个三维细网模型的最大迭代误差，当三维细网模型的最大迭代误差大于规定的收敛限时，需要继续执行步骤三的迭代计算，当计算模型的最大迭代误差小于规定的收敛限时，迭代结束，并输出反应堆三维中子、光子通量分布，即完成屏蔽计算。