随着高保真模拟中网格规模迅速扩展,FSI模拟高保真全堆芯流固耦合(Fluid-Structure Interaction, FSI)模拟面临着跨非匹配网格数据传输的“映射墙”通信瓶颈,以及多物理场求解器异构计算任务导致的资源利用率低等严峻挑战。
针对以上问题,我中心研发了一种面向异构集群的FSI模拟框架,系统性融合了可扩展径向基函数映射与面向异构任务特征的多流异步调度两大关键技术。依托东方超算平台,该框架在亿级网格规模下实现了中国实验快堆(CEFR)全堆芯FSI计算,在约4000计算节点的测试上展现出超过86%和97%的强弱扩展效率且流致振动模拟结果与已有公开实验数据保持一致。

- 不同时间步下燃料棒振动导致冷却剂流道的位移响应展示

- 不同时间步下流道网格模型的变形结果展示
CEFR堆芯FSI计算流致振动模拟结果展示
该研究成果已被ACM国际高性能并行与分布式计算研讨会(HPDC 2026)录用。HPDC是CCF-A类高性能计算与分布式系统领域的顶级学术会议。本工作得到国家重点研发计划(2023YFB3002104)、中国科学院先导专项(XDB0500103)以及中国科学院自主部署类科研项目(E5553301)的支持。论文第一作者为我中心博士后苗雪,通讯作者为王珏正高级工程师。
文章链接:
[1] Miao Xue, Wang Jue*, Lin Qida, Zhang Shufei, Cao Rongqiang, Zhou Chunbao, Nie Ningming, Bai He, Wang Yangang. Full-Core Fluid-Structure-Interaction Simulation of Nuclear Reactor on CPU+GPU Hybrid Clusters[C]. Proceedings of the International ACM Symposium on High-Performance Parallel and Distributed Computing (HPDC 2026). ACM, 2026.
责任编辑:郎杨琴