核反應(yīng)動力學(xué)高效數(shù)值模擬軟件集成開發(fā)與應(yīng)用

核反應(yīng)動力學(xué)數(shù)值模擬是武器物理研究的重要內(nèi)容，發(fā)展新一代的核反應(yīng)動力學(xué)軟件對于提高國防科技領(lǐng)域武器物理問題研究能力具有重要意義。核反應(yīng)動力學(xué)高效數(shù)值模擬軟件研制工作啟動以來，課題成員緊密合作，協(xié)同攻關(guān)，取得了系列研究成果。（1）針對遺產(chǎn)程序重構(gòu)特點(diǎn)和新程序研制需求，制定了新版程序模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范，設(shè)計(jì)先進(jìn)的核反應(yīng)動力學(xué)數(shù)值模擬軟件體系架構(gòu)；（2）發(fā)展了適用于多介質(zhì)大變形問題高精度ALE方法和高精度歐拉方法，研制了基于ALE方法的輻射流體力學(xué)算法庫和程序模塊庫；（3）提出并實(shí)現(xiàn)了基于格式的界面預(yù)估校正并行算法，研制了高效中子輸運(yùn)計(jì)算方法庫和程序庫。（4）根據(jù)武器物理和反應(yīng)堆物理數(shù)值模擬需求，設(shè)計(jì)典型驗(yàn)證模型，在數(shù)千上萬處理器上實(shí)現(xiàn)典型核反應(yīng)動力學(xué)問題的高效計(jì)算，建立應(yīng)用軟件和構(gòu)件庫的評測標(biāo)準(zhǔn)，對核反應(yīng)動力學(xué)集成軟件平臺進(jìn)行全面的測試與驗(yàn)證，并與理論或?qū)嶒?yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析，開展了軟件的推廣應(yīng)用工作?？傊卷?xiàng)目通過對遺產(chǎn)程序進(jìn)行深入剖析，重構(gòu)和集成遺產(chǎn)程序優(yōu)良算法和程序模塊，構(gòu)建先進(jìn)數(shù)值模擬方法體系，結(jié)合并行支撐底層JASMIN框架設(shè)計(jì)先進(jìn)的核反應(yīng)動力學(xué)軟件體系架構(gòu)，研制了具有較好可擴(kuò)展性、可復(fù)用性和可維護(hù)性的新一代的高效高置信度核反應(yīng)動力學(xué)數(shù)值模擬軟件平臺，探索出了一種基于遺產(chǎn)程序研發(fā)新一代工程應(yīng)用軟件的可復(fù)用研發(fā)模式。項(xiàng)目研制的核反應(yīng)動力學(xué)軟件已經(jīng)應(yīng)用于武器工程問題的數(shù)值模擬，顯著提升了數(shù)值模擬的空間分辨率和計(jì)算精度，為型號設(shè)計(jì)與改進(jìn)、庫存維護(hù)等工程任務(wù)提供了重要的數(shù)值模擬支撐。課題成員獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2人次，獲軍隊(duì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)5人次。課題組共發(fā)表期刊論文20余篇，其中Sci近20篇，獲批軟件著作權(quán)4項(xiàng)。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人獲批2018年國家科技創(chuàng)新中青年領(lǐng)軍人才計(jì)劃（公示中）和中物院于敏數(shù)理科學(xué)獎(jiǎng)，項(xiàng)目成員汪玥獲2018年中物院雙百人才工程支持。 2100433B

在武器物理、慣性約束聚變、反應(yīng)堆物理、天體物理等國防科技和前沿科學(xué)領(lǐng)域，核反應(yīng)動力學(xué)軟件是開展相關(guān)研究的一個(gè)不可或缺的關(guān)鍵手段。然而，現(xiàn)有軟件難以適應(yīng)新形勢下精密化物理建模和高置信度大規(guī)模數(shù)值模擬的需求，為此本項(xiàng)目計(jì)劃在深入剖析現(xiàn)有武器物理應(yīng)用程序的物理模型、計(jì)算方法和程序結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用現(xiàn)代軟件研發(fā)模式，集成創(chuàng)新，結(jié)合并行底層支撐框架JASMIN，研制新一代的核反應(yīng)動力學(xué)高效數(shù)值模擬軟件平臺。擬開展的主要工作有：（1）制定程序模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范，設(shè)計(jì)先進(jìn)的核反應(yīng)動力學(xué)數(shù)值模擬軟件體系架構(gòu)，（2）研制基于ALE方法的輻射流體力學(xué)算法庫和程序模塊庫；（3）研制高效中子輸運(yùn)計(jì)算方法庫和程序庫。本項(xiàng)目以工程應(yīng)用數(shù)值模擬需求為牽引，探索工程物理應(yīng)用軟件研發(fā)的新思路、新方法，研制具有較好可擴(kuò)展性、可復(fù)用性的核反應(yīng)動力學(xué)數(shù)值模擬軟件平臺，為工程和科學(xué)計(jì)算提供軟件支撐，有重要理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

高效集成冷凍站經(jīng)過二次深化設(shè)計(jì)來達(dá)到中央空調(diào)系統(tǒng)的最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)，以保證冷凍站的高效節(jié)能；通過工廠整體預(yù)裝和調(diào)試來提供冷凍站的最佳整體性能和質(zhì)量；通過節(jié)能控制系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)控制實(shí)現(xiàn)冷水機(jī)組、冷凍水泵、冷卻水泵和冷卻塔的協(xié)同運(yùn)行，從而降低整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的能耗。

應(yīng)用航天器熱控制技術(shù)、流體傳動與密封技術(shù)、機(jī)電一體化設(shè)計(jì)技術(shù)、管路焊接與測試技術(shù)和機(jī)電熱一體化系統(tǒng)集成技術(shù)等航天技術(shù)和工程經(jīng)驗(yàn)，通過對國外先進(jìn)產(chǎn)品與技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新，開發(fā)形成了中央空調(diào)高效節(jié)能集成冷凍站，在填補(bǔ)國內(nèi)空白的同時(shí)，將引領(lǐng)中國冷凍站劃時(shí)代的變革。

高效集成冷凍站與傳統(tǒng)冷凍站相比，其年均運(yùn)行效率提高20%-50%，占地面積節(jié)省1/3，建設(shè)周期縮短一半，并且維修運(yùn)輸方便、使用壽命延長，可大幅度降低中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用和維護(hù)難度。2100433B

ARD

中文全稱 (Chinese):

先進(jìn)的核反應(yīng)堆

英文全稱(English):

Advanced Reactor Division