应用于核燃料棒非线性热输运问题的并行多域求解方法
计算物理
2015-05-20 v1
摘要
本文介绍了一种高效且非线性一致的并行求解方法，用于解决核反应堆应用中出现的耦合非线性热输运问题，这些问题涉及数百个独立的 3D 物理子域。该方法通过在无雅可比牛顿 - 克里洛夫（Jacobian Free Newton Krylov）方法内利用对物理域、各域物理过程及其耦合关系的了解进行预处理，从而获得高效性。文中描述了实现此项工作的计算基础设施细节，即由作者开发的开源高级多物理场（AMP）软件包。此外，还展示了验证与确认实验的细节，以及在弱扩展和强扩展研究中证明算法效率的并行性能分析。数值实验表明，所开发的预处理器的性能与燃料棒中燃料子域的数量无关，这在模拟不同类型的燃料棒时尤为重要。最后，通过考虑表面物理与体积物理之间的耦合，以及燃料棒中非线性热输运与外部辐射输运代码的耦合，展示了该耦合方法的强大能力。
引用
@article{arxiv.1408.4351,
title = {A Parallel Multi-Domain Solution Methodology Applied to Nonlinear Thermal Transport Problems in Nuclear Fuel Pins},
author = {Bobby Philip and Mark A. Berrill and Srikanth Allu and Steven P. Hamilton and Rahul S. Sampath and Kevin T. Clarno and Gary A Dilts},
journal= {arXiv preprint arXiv:1408.4351},
year = {2015}
}