«Виртуальный ядерный остров» Реализация задач 2010 года Заседание Межведомственной рабочей группы по развитию индустрии суперкомпьютеров в Российской Федерации. - презентация

1 «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

2 Процесс постановки задачи КОРСАР/ГП - НИТИ

3 Структура договоровного взаимодействия ВНИИЭФОКБ ГПНИТИСПбАЭП Отчетность

4 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

5 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.

6 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.

7 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

8 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

9 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.

10 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

11 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

12 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

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

14 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

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