«Виртуальный ядерный остров» Реализация задач 2010 года Заседание Межведомственной рабочей группы по развитию индустрии суперкомпьютеров в Российской Федерации и их применению в промышленности Москва Заместитель Главного Конструктора ОКБ «Гидропресс» М.А.Быков

Процесс постановки задачи КОРСАР/ГП - НИТИ

Структура договоровного взаимодействия ВНИИЭФОКБ ГПНИТИСПбАЭП Отчетность

Внедрение суперкомпьютерных технологий (СКТ) в работы по проектированию и обоснованию РУ с ВВЭР Обоснование безопасности Обоснование прочности Нейтронно-физические расчеты Трехмерная гидродинамика (CFD) Основные задачи требующие внедрения СКТ Цель работ Cоздание взаимосвязанной системы кодов и специфических расчетных моделей, обеспечивающих комплексное моделирование процессов Моделирующий комплекс будет использоваться на всех этапах жизненного цикла АЭС

Этапы выполнения проекта I. Поставка и освоение компактных супер-ЭВМ (КС-ЭВМ) и программного обеспечения (ПО) РФЯЦ-ВНИИЭФ. Постановка базового программного обеспечения ОКБ ГП на супер- ЭВМ год; II. Совершенствование базового ПО для оптимизации работы на супер-ЭВМ год; III. Создание на основе базового ПО кодов нового поколения год. На всех трех этапах процесс совершенствования должен быть эволюционным без остановки процесса проектирования.

Выполнение задач 2010 года Создана среда численного моделирования на базе супер-ЭВМ РФЯЦ-ВНИИЭФ Организована система доступа к ВЦКП РФЯЦ-ВНИИЭФ РФЯЦ-ВНИИЭФ передал компактную супер-ЭВМ производительностью 1.1Тфлопс (акт приема-передачи 1 от ) Произведена установка и тестирование базовых кодов ОКБ ГП (ТРАП-КС, КОРСАР/ГП, СОКРАТ) на супер-ЭВМ РФЯЦ-ВНИИЭФ Начаты работы по модификации базовых кодов для повышения эффективности параллельных вычислений на супер-ЭВМ и внедрению передовых методов обоснования безопасности.

Выполнен первый этап тестирования и верификации для обоснования проектов РУ ВВЭР отечественного программного обеспечения разработки РФЯЦ-ВНИИЭФ: ЛОГОС ДАНКО Н.-Ф. коды Этап 3: Адаптация базового отечественного программного обеспечения разрабатываемого в РФЯЦ-ВНИИЭФ Выполнение задач 2010 года

Расчеты твэльной ячейки ТВС. Определены КГС в диапазоне числа Рейнольдса от до Отклонения от экспериментальных в диапазоне от -3,0 до -10 % Хорошее совпадение результатов STAR-CD и ЛОГОС. ЛОГОС – расчет задач гидродинамики и тепломассопереноса Некоторые результаты тестирования

ЛОГОС – Программа совершенствования 1. Направления совершенствования пакета ЛОГОС: - уменьшение объема используемой оперативной памяти; - увеличение скорости вычислений; - разработка графической оболочки пользователя под Linux; - улучшение поддержки пакета с учетом работы в разных OS и компьютерах. 2. Развитие математических моделей пакета ЛОГОС: - добавление моделей турбулентности с пространственной анизотропией; - добавление моделей пористого тела и сопряженного теплообмена; - добавление многожидкостных и двухфазных моделей. 3. Расширение самостоятельности пакета ЛОГОС: - избавление от зависимости от STAR-CD как пре- и постпроцессора; - создание собственного сеточного генератора; - создание собственного пре- и постпроцессора.

Передана и освоена пилотная версия ПК ДАНКО Проведена установка кода на компактной супер-ЭВМ ВНИИЭФ (Linux) и на ПК (Windows). Тестирование показало работоспособность кода на указанных платформах Сформирована матрица верификации Высокая степень готовности программы для анализа НДС конструкций при интенсивных механических воздействиях (падения, удары и т.п.) Предложены направления работ по совершенствованию кода для задач обоснования РУ ВВЭР в полном объеме Адаптация и применение пакета ДАНКО для прочностного анализа

Разработана полномасштабная гидродинамическая CFD-модель ТВС проекта АЭС-2006 и расчет на КС-1 Тестирование компактной супер-ЭВМ (КС-1) Размер модели около 90 млн. контрольных объемов

Сравнение производительности систем c ANSYS CFX12 Скорость ядраСкорость узла Скорость системы Максимальный размер задачи Цена CRAY С X1 100% CRAY С X1 54% CRAY С X1 100% CRAY С X1 65% CRAY С X1 100% Супер-ЭВМ РФЯЦ ВНИИЭФ 36% Супер-ЭВМ РФЯЦ ВНИИЭФ 100% Супер-ЭВМ РФЯЦ ВНИИЭФ 42% Супер-ЭВМ РФЯЦ ВНИИЭФ 100% Супер-ЭВМ РФЯЦ ВНИИЭФ 40% 10 x Xeon (6 Cores) 12 x Magny (12 Cores) Тестирование КС-1

Рекомендации по модернизации для решения задач ОКБ «ГИДРОПРЕСС»: Установка отдельного контроллера быстрой обменной шины Infiniband; Расширение общей оперативной памяти до 768 GB.

Поле скорости теплоносителя в корпусе реактора Поле скорости теплоносителя на входе в активную зону реактора Тестирование супер-ЭВМ ВЦКП РФЯЦ-ВНИИЭФ (МП-20 через канал удаленного доступа) Использовалась полномасштабная гидродинамическая CFD- модель реактора проекта АЭС-2006 Результаты тестирования: -длительность расчета задачи составило 18 суток на 96 вычислительных ядрах. Требуется увеличение вычислительных ресурсов и пропускной способности канала

Выводы по результатам работ 2010 г Цели работ 2010 г. достигнуты Результаты работ - положительные По результатам работ намечены цели на 2011 г