基于大规模并行计算的三维多群中子扩散方程有限差分方法研究

摘要

三维多群中子扩散方程的精确、高效求解是核动力堆芯设计及燃料管理的基础.应用有限差分方法求解该方程具有简便、精确、成熟的优点;然而,该方法的计算量和存储量均较大,极大地限制了它的计算规模和应用范围.本文基于大规模并行计算,研究三维多群中子扩散方程有限差分方法:采用中心有限差分格式离散中子扩散方程;基于MPI并行编程模型,采用空间区域分解的方式实现大规模并行计算;采用多群多区域耦合PGMRES算法进行并行加速.在集群服务器上开发了ParaFiDi程序,并采用IAEA3D、PHWR等多个基准题对该程序进行验证.数值结果表明,ParaFiDi程序具有较高的计算精度和计算效率.