ТЕРМИТ

Программный комплекс ТЕРМИТ (ПК ТЕРМИТ) разработан в ФГУП «НИТИ им. А.П. Александрова» (г. Сосновый Бор Ленинградской области) и предназначен для автоматизации создания и использования расчётно-моделирующих комплексов и тренажёров для объектов с ЯЭУ различного назначения, с возможностью использования высокопроизводительной вычислительной техники – супер-ЭВМ кластерного типа или многоядерных серверов.

ПК ТЕРМИТ содержит набор средств для автоматизированного создания и поддержки выполнения мультифизичных моделей связанных между собой теплогидравлических, нейтронно-физических, электрических процессов и систем автоматики. Вычислительное ядро комплекса, его функциональное наполнение составляют интегрированные с ним пакеты моделирования ПРАГИС (теплогидравлика в однофазном приближении), АРТЕК (теплогидравлика в двухфазном гомогенном приближении), СЕЛЕН (электротехнические системы), АКУЛА (автоматика), теплогидравлические расчётные коды КОРСАР и РАТЕГ (двухжидкостное одномерное приближение), нейтронно-физические коды КАРТА (3-х мерный) и САПФИР.

Пакеты моделирования и расчётные коды КОРСАР, РАТЕГ снабжены графическими интерфейсами для ввода топологии расчётных схем и задания характеристик моделируемого оборудования. На рис. 1 изображён графический интерфейс расчётного кода КОРСАР, на рис. 2 – графический интерфейс пакета АКУЛА (моделирование автоматики). Для кодов КОРСАР и РАТЕГ возможен ввод данных в текстовом виде (на входных языках этих кодов), а также в смешанном графически-текстовом виде. На рис. 1 внутреннее содержание элемента а.з. (активная зона) описано в виде текста, (на языке DLC кода КОРСАР). Разработка моделей в ПК ТЕРМИТ может осуществляться как в индивидуальном, так и в коллективном режиме. Все модели хранятся в базе данных (СУБД ORACLE).

ПК ТЕРМИТ обеспечивает возможность проведения связанных расчётов на высокопроизводительных компьютерах - супер-ЭВМ кластерного типа или на многоядерных серверах. Реализованы on-line и off-line режимы выполнения расчетов. Обмен данными и синхронизация параллельно решаемых задач на супер-ЭВМ реализованы с помощью библиотеки программ SMM (разработка ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров). Между собой задачи обмениваются сигналами обмена, образующими общую базу сигналов мультизадачи. Списки этих сигналов формируются в программном блоке запуска задач ПК ТЕРМИТ. Параллелизм достигается также за счёт внутреннего распараллеливания самих расчётных кодов (реализовано в кодах КОРСАР и РАТЕГ). Имеется механизм взаимных итераций задач по граничным условиям. Управление связанным расчётом и связь с клиентскими рабочими местами осуществляет управляющая программа ПК ТЕРМИТ. На многоядерных серверах для организации параллельных вычислений и межзадачных связей используется разделяемая память. На рис. 3 показана структурная схема ПК ТЕРМИТ при работе с кластерной супер-ЭВМ.

ПК ТЕРМИТ, кроме создания тренажёров и расчётно-моделирующих комплексов, может применяться также для конструкторских расчётов при проектировании теплоэнергетических систем, поддержки пуско-наладочных работ, компьютерного исследования динамики ЯЭУ и энергоблоков АЭС на различных этапах жизненного цикла.

Рисунок 1 - Графический интерфейс расчётного кода КОРСАР

Рисунок 2 - Графический интерфейса пакета моделирования автоматики

Рисунок 3 - Структурная схема ПК ТЕРМИТ при работе с кластерной супер-ЭВМ

КОРСАР

В рамках развития системного расчетного кода КОРСАР на предприятии завершены работы по созданию и адаптации в составе кода КОРСАР CFD-модуля, предназначенного для численного моделирования процессов тепломассопереноса в проточной части элементов оборудования в 3D-приближении. CFD-модуль базируется на балансном методе вложенной границы в идеологии обрезанных граничных декартовых ячеек (Cartesian Cut-Cell). Построение декартовой сетки осуществляется на основе STL-файлов триангуляции границ области моделирования, при этом реализована возможность адаптивного измельчения сетки в приграничных областях с большим градиентом параметров. В соответствии с реализованной в коде КОРСАР технологией, CFD-модуль включен в состав функционального наполнения кода как типовой элемент, что в перспективе позволит гибкотопологически включать его (CFD-модуль) в расчетную модель для воспроизведения пространственных явлений термогидродинамики одновременно в нескольких элементах оборудования ЯЭУ. Важно отметить, что в реализованной численной схеме поле давления на новом временном слое в ячейках 1D и 3D рассчитывается с использованием мономатричного подхода. При этом расчет объединенного поля давления осуществляется на основе многосеточного метода одновременно в трехмерной и одномерной областях. На рис. 1, рис. 2 представлены результаты расчетов, полученные при помощи CFD-модуля в составе РК КОРСАР.

Рисунок 1 - Поле скорости при обтекании цилиндра (дорожка Кармана)

Рисунок 2 - Смешение теплоносителя в модели реактора типа ВВЭР

Версия кода КОРСАР/CFD функционирует в режиме параллельных вычислений с использованием высокопроизводительной вычислительной системы (ВВС). Разработчик ВВС – ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ».

ВВС представляет собой многопроцессорную вычислительную систему масштабируемой архитектуры, состоящую из двух одинаковых сегментов, в каждом из которых имеется 1320 универсальных процессорных ядер с тактовой частотой 2,5 ГГц.

Контакты:

Начальник отдела теплофизических исследований

Мигров Юрий Андреевич

Тел.:(813-69) 607 03