Создание математического обеспечения для решения уравнения переноса излучения в ядерных приложениях на основе российской национальной библиотеки ядерных данных.
Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.516.11.6113
Организация
НИЦ "Курчатовский институт"
Руководитель работ
Алексеев Павел Александрович
Продолжительность работ
2007 - 2008, 14 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Внебюджетные средства
1,2 млн
Заменить используемые ныне вычислительные программные комплексы и системы константного обеспечения программными комплексами нового поколения, основанными на современных ядерно-физических данных, реализующих современные вычислительные методы и адаптированными к современной вычислительной технике.
Этапы проекта
1
08.08.2007 - 31.10.2007
В соответствии с календарным планом на первом этапе государственного контракта № 02.516.11.6113 проведена разработка расчетных методов и программных кодов нового поколения для решения уравнения переноса излучения на основе современной российской национальной библиотеки ядерных данных (I – ая группа методов и кодов), а именно:
• Проведен аналитический обзор современных программных методов и кодов, используемых в различных ядерных приложениях в РНЦ «Курчатовский институт».
• Разработаны программные коды и их библиотеки, использующие метод Монте-Карло для решения уравнения переноса излучения (программы MCU, UNK-MC и ISTAR) с использованием российской национальной библиотеки ядерных данных.
• Разработаны программные коды и их библиотеки, использующие прямые детерминистические методы (метод характеристик, SN метод, метод вероятности первых столкновений) для решения уравнения переноса излучения (программы UNK, KASKAD-S, KATRIN, WIMS) с использованием российской национальной библиотеки ядерных данных.
• Разработанные программные коды и их библиотеки, использующие PSN метод и нодальный диффузионный метод (программы CONSUL и JAR) для решения уравнения переноса излучения (программы UNK, KASKAD-S, KATRIN, WIMS) с использованием российской национальной библиотеки ядерных данных.
• Проведена техническая верификация отдельных нуклидов из библиотеки РОСФОНД.
Разработанные программные коды и их библиотеки покрывают весь спектр задач для решения уравнения переноса излучения в ядерно-опасных объектах.
На следующих этапах работы будет проведена детальная верификация разработанных программных кодов и их библиотек на основе российской национальной библиотеки ядерных данных на экспериментальных и расчетных бенчмарках и продемонстрированы их преимущества над старыми версиями программных кодов и библиотек. Результаты работы позволят рекомендовать разработанные программные коды для исследовательских и массовых проектных расчетов ядерно-опасных объектов, а их использование позволит повысить безопасность проектируемых ядерно-опасных объектов
• Проведен аналитический обзор современных программных методов и кодов, используемых в различных ядерных приложениях в РНЦ «Курчатовский институт».
• Разработаны программные коды и их библиотеки, использующие метод Монте-Карло для решения уравнения переноса излучения (программы MCU, UNK-MC и ISTAR) с использованием российской национальной библиотеки ядерных данных.
• Разработаны программные коды и их библиотеки, использующие прямые детерминистические методы (метод характеристик, SN метод, метод вероятности первых столкновений) для решения уравнения переноса излучения (программы UNK, KASKAD-S, KATRIN, WIMS) с использованием российской национальной библиотеки ядерных данных.
• Разработанные программные коды и их библиотеки, использующие PSN метод и нодальный диффузионный метод (программы CONSUL и JAR) для решения уравнения переноса излучения (программы UNK, KASKAD-S, KATRIN, WIMS) с использованием российской национальной библиотеки ядерных данных.
• Проведена техническая верификация отдельных нуклидов из библиотеки РОСФОНД.
Разработанные программные коды и их библиотеки покрывают весь спектр задач для решения уравнения переноса излучения в ядерно-опасных объектах.
На следующих этапах работы будет проведена детальная верификация разработанных программных кодов и их библиотек на основе российской национальной библиотеки ядерных данных на экспериментальных и расчетных бенчмарках и продемонстрированы их преимущества над старыми версиями программных кодов и библиотек. Результаты работы позволят рекомендовать разработанные программные коды для исследовательских и массовых проектных расчетов ядерно-опасных объектов, а их использование позволит повысить безопасность проектируемых ядерно-опасных объектов
2
01.11.2007 - 31.12.2007
Проведена разработка расчетных методов и программных кодов нового поколения для решения уравнения переноса излучения на основе современной российской национальной библиотеки ядерных данных (II – ая группа методов и кодов), а именно:
• Разработаны программные коды и библиотеки, использующих метод поверхностных гармоник для решения уравнения переноса нейтронов с использованием российской национальной библиотеки ядерных данных (программы SVS и SUHAM).
• Разработана на базе программной оболочки SHIPRW российская вычислительная платформа для организации расчетов в ядерных приложениях с использованием современных вычислительных методов и кодов и на основе современных библиотек ядерных данных, включая российскую национальную библиотеку ядерных данных ABBN-RF.
• Проведена техническая верификация отдельных нуклидов из библиотеки РОСФОНД.
Разработанные программные коды и их библиотеки дополняют программные коды, разработанные на первом этапе контракта.
• Разработаны программные коды и библиотеки, использующих метод поверхностных гармоник для решения уравнения переноса нейтронов с использованием российской национальной библиотеки ядерных данных (программы SVS и SUHAM).
• Разработана на базе программной оболочки SHIPRW российская вычислительная платформа для организации расчетов в ядерных приложениях с использованием современных вычислительных методов и кодов и на основе современных библиотек ядерных данных, включая российскую национальную библиотеку ядерных данных ABBN-RF.
• Проведена техническая верификация отдельных нуклидов из библиотеки РОСФОНД.
Разработанные программные коды и их библиотеки дополняют программные коды, разработанные на первом этапе контракта.
3
01.01.2008 - 30.06.2008
В соответствии с календарным планом на третьем этапе государственного контракта № 02.516.11.6113 для каждой программы были приготовлены библиотеки, основанные на российских файлах оцененных нейтронных данных РОСФОНД, проведена верификация программных кодов и вычислительной платформы с использованием российской национальной библиотеки ядерных данных на экспериментальных и расчетных бенчмарках, а именно:
? Верификация программных кодов нового поколения, использующих метод Монте-Карло.
? Верификация программных кодов нового поколения, использующих прямые детерминистические методы.
? Верификация усовершенствованных программ CONSUL и JAR.
? Верификация усовершенствованных программ, использующих метод поверхностных гармоник.
? Верификация созданной российской вычислительной платформы.
? Проведен предварительный анализ верификационных расчетов по программным кодам нового поколения с использованием российской библиотеки РОСФОНД, который показал, что точность расчета с использованием российской библиотеки РОСФОНД не уступает точности расчета с использованием современных зарубежных библиотек. В то же время, были выявлены некоторые недостатки библиотеки РОСФОНД, которые будут подробно описаны в финальном отчете.
? Для всех программных кодов приведены инструкции для пользователей (Приложения А - К).
? Приведено описание существующих упрощенных версий программ и использование как упрощенных, так и полных версий программ в учебном процессе (Приложение Л).
Детальный анализ проведенной верификации, а также всей выполненной работы будет приведен в финальном расчете.
Разработанные верифицированные коды вместе с новыми библиотеками будут использованы в проектных и исследовательских расчетах существующих и перспективных ядерных реакторов.
Использование разработанных верифицированных кодов вместе с новыми библиотеками, построенными на основе файлов РОСФОНД, позволит повысить точность расчетов, точность предсказания поведения ядерных объектов в разных ситуациях и, следовательно, их безопасность.
В финальном отчете также будут даны рекомендации по использованию разработанных кодов и их дальнейшему развитию.
? Верификация программных кодов нового поколения, использующих метод Монте-Карло.
? Верификация программных кодов нового поколения, использующих прямые детерминистические методы.
? Верификация усовершенствованных программ CONSUL и JAR.
? Верификация усовершенствованных программ, использующих метод поверхностных гармоник.
? Верификация созданной российской вычислительной платформы.
? Проведен предварительный анализ верификационных расчетов по программным кодам нового поколения с использованием российской библиотеки РОСФОНД, который показал, что точность расчета с использованием российской библиотеки РОСФОНД не уступает точности расчета с использованием современных зарубежных библиотек. В то же время, были выявлены некоторые недостатки библиотеки РОСФОНД, которые будут подробно описаны в финальном отчете.
? Для всех программных кодов приведены инструкции для пользователей (Приложения А - К).
? Приведено описание существующих упрощенных версий программ и использование как упрощенных, так и полных версий программ в учебном процессе (Приложение Л).
Детальный анализ проведенной верификации, а также всей выполненной работы будет приведен в финальном расчете.
Разработанные верифицированные коды вместе с новыми библиотеками будут использованы в проектных и исследовательских расчетах существующих и перспективных ядерных реакторов.
Использование разработанных верифицированных кодов вместе с новыми библиотеками, построенными на основе файлов РОСФОНД, позволит повысить точность расчетов, точность предсказания поведения ядерных объектов в разных ситуациях и, следовательно, их безопасность.
В финальном отчете также будут даны рекомендации по использованию разработанных кодов и их дальнейшему развитию.
4
01.07.2008 - 31.10.2008
Разработано математическое обеспечение для решения уравнения пе-реноса излучения в ядерных приложениях на основе российской националь-ной библиотеки оцененных нейтронных данных РОСФОНД. Это математи-ческое обеспечение включает в себя девять программных комплексов вместе с их библиотеками и первую российскую вычислительную платформу.
Разработанные программные комплексы покрывают практически весь спектр используемых в мире методов и программ для решения уравнения пе-реноса излучения.
Показано, что разработанные программные комплексы вместе со свои-ми стандартными библиотеками по точности расчета, по крайней, мере, не уступают мировым аналогам.
Переданный в РНЦ “Курчатовский институт” вариант библиотеки РОСФОНД рекомендуется для дальнейшего использования, развития, попол-нения и анализа.
Разработанные программные комплексы вместе со своими стандарт-ными библиотеками могут быть рекомендованы для использования в иссле-довательских и проектных расчетах ядерно-опасных объектов (реакторов ти-па ВВЭР, ВТГР, PWR, БН, перспективных реакторов 4-го поколения и др.), радиационной защиты, а также в учебном процессе – для обучения студен-тов, дипломников и молодых специалистов.
Разработанные программные комплексы покрывают практически весь спектр используемых в мире методов и программ для решения уравнения пе-реноса излучения.
Показано, что разработанные программные комплексы вместе со свои-ми стандартными библиотеками по точности расчета, по крайней, мере, не уступают мировым аналогам.
Переданный в РНЦ “Курчатовский институт” вариант библиотеки РОСФОНД рекомендуется для дальнейшего использования, развития, попол-нения и анализа.
Разработанные программные комплексы вместе со своими стандарт-ными библиотеками могут быть рекомендованы для использования в иссле-довательских и проектных расчетах ядерно-опасных объектов (реакторов ти-па ВВЭР, ВТГР, PWR, БН, перспективных реакторов 4-го поколения и др.), радиационной защиты, а также в учебном процессе – для обучения студен-тов, дипломников и молодых специалистов.
Программа
Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"
Программное мероприятие
1.6 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области энергоэффективности, энергоснабжения и ядерной энергетики
Продолжительность работ
2007 - 2008, 14 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Организация
АО "ГНЦ РФ - ФЭИ"
профинансировано
профинансировано
Продолжительность работ
2011 - 2012, 12 мес.
Бюджетные средства
25 млн
Организация
ФГАУ ГНИИ ИТТ "Информика"
профинансировано
Продолжительность работ
2010 - 2012, 26 мес.
Бюджетные средства
3 млн
Организация
ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ"
профинансировано
Продолжительность работ
2007 - 2009, 30 мес.
Бюджетные средства
194 млн
Организация
Южный федеральный университет
профинансировано