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一种全堆芯精确到每个通道的子通道并行模拟方法 被引量：2
1
作者 王先梦 赵民富 +8 位作者 吕玉凤 蔡银宇 储根深 卢旭 王昭顺 郭苏萱 周志锋 胡长军 杨文 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1108-1117,共10页
为实现全堆芯精确到每个通道的并行子通道模拟,本文提出一种基于子通道的并行任务划分和进程映射方法,可对全堆芯或单个组件进行计算任务划分,计算任务和进程的映射可灵活进行.该方法可根据计算机(群)的核数确定恰当的全堆芯子通道的任... 为实现全堆芯精确到每个通道的并行子通道模拟,本文提出一种基于子通道的并行任务划分和进程映射方法,可对全堆芯或单个组件进行计算任务划分,计算任务和进程的映射可灵活进行.该方法可根据计算机(群)的核数确定恰当的全堆芯子通道的任务划分方式,从而使全堆芯热工水力模拟可在单机、小型集群到超级计算机等不同环境运行.在天河二号超级计算机上进行全堆芯157组件、精确到每个真实流道、轴向划分为125层的稳态模拟,可使用4-6280核实现.使用4核时需约22h,使用6280核时需470s.引入混合编程实现方式后,使用6280核完成模拟需397s. 展开更多
关键词 热工水力 子通道模拟 并行计算 并行任务划分 MPI OPENMP
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基于申威众核处理器的圣维南求解程序的并行与优化 被引量：1
2
作者 丁哲昭 储根深 +1 位作者 胡长军 李扬 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2021年第5期820-829,共10页
圣维南方程组可用于描述明渠非恒定流的汇流过程,在大规模水文模拟软件中,求该方程组的数值解是制约程序运行时间的最大瓶颈。通过分析串行程序结构及其计算热点,挖掘计算密集型程序中单步模拟循环计算段和指令排列等的可并行性,针对“... 圣维南方程组可用于描述明渠非恒定流的汇流过程,在大规模水文模拟软件中,求该方程组的数值解是制约程序运行时间的最大瓶颈。通过分析串行程序结构及其计算热点,挖掘计算密集型程序中单步模拟循环计算段和指令排列等的可并行性,针对“神威·太湖之光”超级计算机的异构众核架构设计主从核异步并行方案,基于MPI和athread库对求解程序进行移植、并行和加速,采用SIMD技术将从核计算段向量化,使用双缓冲等策略对通信瓶颈进行优化。测试表明,计算热点函数的性能较优化前平均可提高3倍以上,在百万控制单元规模内,众核级优化后的并行程序加速比可保持近线性增长,在神威多结点上具有很好的可扩展性。 展开更多
关键词 并行计算 异构众核 圣维南方程 数值模拟
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核材料辐照损伤的并行空间分辨随机团簇动力学模拟
3
作者 陈丹丹 贺新福 +3 位作者 杨文 储根深 白鹤 胡长军 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1219-1229,共11页
核反应堆中关键材料的辐照损伤演化对其性能有重要影响,且跨越多个量级的时空尺度。空间分辨随机团簇动力学是近年来发展的1种模拟核材料辐照损伤行为的有效方法,它避免了传统团簇动力学在缺陷种类和计算复杂性方面的限制,且能考虑缺陷... 核反应堆中关键材料的辐照损伤演化对其性能有重要影响,且跨越多个量级的时空尺度。空间分辨随机团簇动力学是近年来发展的1种模拟核材料辐照损伤行为的有效方法,它避免了传统团簇动力学在缺陷种类和计算复杂性方面的限制,且能考虑缺陷的空间依赖性。在概述了空间分辨随机团簇动力学基本原理的基础上,论述了自主开发的大规模并行空间分辨随机团簇动力学程序MISA-SCD1.0的实现方式与关键技术,并将其应用于反应堆压力容器模型合金中富Cu团簇的析出模拟,验证了程序的正确性并测试了并行性能。结果表明,MISA-SCD1.0能获得与实验结果和类似模拟结果吻合的Cu析出过程,且具有较高的并行效率和良好的扩展性。 展开更多
关键词 辐照损伤 空间分辨随机团簇动力学 动力学蒙特卡罗 并行计算
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数值堆材料辐照损伤并行动力学蒙特卡罗软件MISA-AKMC的设计与实现 被引量：1
4
作者 储根深 何远杰 +7 位作者 白鹤 陈丹丹 任帅 贾丽霞 吴石 贺新福 杨文 胡长军 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1613-1621,共9页
材料辐照损伤模拟是数值堆软件的重要内容。原子动力学蒙特卡罗(AKMC)方法是研究核材料辐照行为的重要手段,可在保持原子级别精度下,有效地扩展模拟的时间尺度到秒甚至年量级。但在面向实际应用需求时,其仍面临内存限制和复杂的计算量... 材料辐照损伤模拟是数值堆软件的重要内容。原子动力学蒙特卡罗(AKMC)方法是研究核材料辐照行为的重要手段,可在保持原子级别精度下,有效地扩展模拟的时间尺度到秒甚至年量级。但在面向实际应用需求时,其仍面临内存限制和复杂的计算量等挑战。通过并行计算技术提升计算效率是解决这一挑战的有效手段。本文论述一款并行AKMC程序MISA-AKMC的设计原理与实现技术。MISA-AKMC实现了一种并行KMC模拟框架,重点包括sub-lattice并行算法的实现、加速优化方法、转发通信方法、KMC模型接口等。基于该框架,开发了空位-间隙的演化模型,可实现热老化模拟和析出模拟。通过并行性能测试获得了良好的并行性能,结合算例结果验证说明了MISA-AKMC的正确性和可靠性。 展开更多
关键词 材料辐照损伤 动力学蒙特卡罗 并行计算
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基于材料数值计算大数据的材料辐照机理发现
5
作者 任帅 陈丹丹 +4 位作者 储根深 白鹤 李慧昭 何远杰 胡长军 《大数据》 2021年第6期1-18,共18页
材料辐照效应的数值模拟计算是认识核材料服役性能的重要手段,基于超级计算机的大规模、高保真材料数值模拟计算会产生海量数值计算数据,如何针对数值计算大数据的特点,在实现其高效存储的基础上,通过挖掘总结辐照损伤机理和性能演化规... 材料辐照效应的数值模拟计算是认识核材料服役性能的重要手段,基于超级计算机的大规模、高保真材料数值模拟计算会产生海量数值计算数据,如何针对数值计算大数据的特点,在实现其高效存储的基础上,通过挖掘总结辐照损伤机理和性能演化规律,对于核材料设计研发、核安全等具有重要意义。论述了材料数值计算大数据的定义及其本质特征,综述了近年来的相关工作。以自主研发的材料辐照效应分子动力学软件MISA-MD和随机团簇动力学软件MISA-SCD在国产超级计算机上的实际算例为基础,提出了一种适用于材料数值计算大数据的、多尺度关联与耦合的分布式数值计算大数据存储体系(NDSA);采用XGBoost算法实现了MD中Frenkel缺陷对数的精确预测,基于并查集算法实现了级联碰撞团簇的划分;基于密度聚类的方法对KMC数值计算大数据进行挖掘,发现了类环状团簇,实现了原子团簇的识别与分类;基于第一性原理数值计算大数据库对现有的势函数模型进行了改进,提出了新的势函数模型构建方法AIPM。最后对材料数值计算大数据的应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 材料数值计算大数据 材料辐照效应 多尺度模拟 高性能计算 数据挖掘 机器学习
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