近日，由原子能院核工程設計研究所牽頭開發(fā)的快堆多物理耦合計算系統(tǒng)，成功完成了數(shù)千核并行規(guī)模的快堆堆芯和堆本體全范圍精細化中光子輸運計算、全堆芯輸運-燃耗耦合計算、核-熱子通道耦合計算與核燃料性能耦合分析。這標志著原子能院快堆型譜軟件在高性能計算、先進建模仿真技術與多物理耦合模擬方面取得重要突破，為構建我國首個具有完全自主知識產權的鈉冷快堆高性能數(shù)值模擬系統(tǒng)奠定應用基礎。

快堆核-熱子通道耦合計算溫度場三維展示

采用池式結構設計的快堆結構復雜，因而對全范圍三維精細化計算模擬提出更高要求。隨著計算機的快速發(fā)展和超算技術的廣泛應用，使得開展反應堆高分辨率數(shù)值模擬成為可能，可減少計算模型的簡化和近似，向高保真、高精度計算逼近。近幾年，我國反應堆數(shù)值計算發(fā)展正從單一物理過程向多物理系統(tǒng)耦合、從簡化的等效模型向精細化先進建模與全范圍模擬的方向發(fā)展。

自2017年起，原子能院先后聯(lián)合中物院高性能數(shù)值模擬軟件中心、北京科技大學、清華大學、中科院網絡信息中心開發(fā)了快堆高性能粒子輸運計算系統(tǒng)(JPTS-CFR)、快堆特征線程序(ANT-MOC)、反應堆蒙卡程序(ANT-RMC)，并在此基礎上，將自主開發(fā)的全堆六角形組件子通道程序、多群點燃耗程序、快堆燃料性能分析程序，采用多物理場網格映射與轉換、堆芯-組件-柵元多層級索引等策略，開發(fā)面向快堆型譜的多物理耦合計算系統(tǒng)，以高仿真可視化顯示的方式對計算結果進行三維動態(tài)顯示，有效提高了快堆整體與局部關鍵特性的分析計算能力，從而更好地支撐快堆型號設計工作。

快堆堆本體范圍中子分布云圖