[发明专利]一种基于区域分解并行的广义粗网有限差分加速方法

权利要求书

1.一种基于区域分解并行的广义粗网有限差分加速方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、构建网格结构：

S11、根据网格文件中的几何离散信息构建堆芯几何对象和子区域几何对象；

S12、基于堆芯几何对象构建网格结构，所述网格结构包括第一级网格和第二级网格，第一级网格由若干第二级网格构成，第二级网格由若干细网格构成，将各个独立的细网格以堆芯的特定参数为合并规则合并为粗网格，每个子区域包括多个粗网格；

细网格与粗网格的集合映射关系为将多个细网格合并成粗网格，所述粗网格的形状为规则或不规则的矩形或多边形；粗网格划分以粗网系数矩阵的形态为参考；

子区域划分为任意规则和/或不规则的多边形；子区域划分以负载平衡和边界的通信量为参考；

S13、在第一级网格内根据堆芯几何对象建立求解区域，所述堆芯几何对象的边界置于求解区域内，所述求解区域为规则的矩形结构；在各子区域内构建细网格与粗网格的集合映射关系；

S2、布置长特征线：根据堆芯几何对象将长特征线按子区域截断，根据子区域几何对象对截断后的特征线进行细网追踪，生成用于堆芯中子输运扫描的特征线段信息；

S3、根据长特征线区域分解追踪信息来确定每个子区域内的粗网格相邻情况以及子区域之间的粗网格相邻情况；

S4、基于MOC源迭代求解获取细网格通量，在源迭代求解过程中引入GCMFD加速。

2.根据权利要求1所述的一种基于区域分解并行的广义粗网有限差分加速方法，其特征在于，所述第一级网格的形式为规则或不规则的矩形排布，或为规则或不规则的多边形排布。

3.根据权利要求1所述的一种基于区域分解并行的广义粗网有限差分加速方法，其特征在于，步骤S12中所述堆芯的特定参数包括栅元。

4.根据权利要求1所述的一种基于区域分解并行的广义粗网有限差分加速方法，其特征在于，步骤S4的具体过程如下：

S41、进入MOC求解源迭代，计算细网格通量，并在特征线扫描过程中统计粗网格之间的中子净流；

S42、采用GCMFD模块计算有效增值系数k_eff；

S43、判断细网格通量分布和k_eff是否收敛；如收敛，程序结束，否则继续进行下一次MOC源迭代。

5.根据权利要求4所述的一种基于区域分解并行的广义粗网有限差分加速方法，其特征在于，步骤S42的具体过程如下：

根据反应率守恒获取粗网格均匀化参数，然后利用均匀化参数以及特征线扫描得到的中子净流计算粗网格间的耦合系数，进而构造GCMFD方程组，通过源迭代求解得到新的粗网格通量，然后对细网格通量进行修正。

6.根据权利要求4所述的一种基于区域分解并行的广义粗网有限差分加速方法，其特征在于，采用MPI编程模型将各个子区域的特征线追踪任务和扫描求解任务分配到多个MPI进程中并行执行，而后每个MPI进程各自计算对应子区域内的粗网参数并构造相应的部分GCMFD方程组，调用数学库并行求解器求解整个方程组，在若干次GCMFD源迭代后各自执行对应子区域内的细网通量修正。