Михаил Зизин
Михаил Зизин: доклад на Нейтронике-2022
Разработаны алгоритмы и программы, помогающие выбирать местоположения ионизационных камер, регистрирующих изменение мощности реактора.
Для каждого шага по времени решается нестационарное уравнение переноса нейтронов и с помощью обращённого решения уравнения кинетики в точечном приближении находятся изменения реактивности.
На каждом шаге определяется набор лучших для этого момента времени точек в модели реактора с минимальными отклонениями реактивности от эталона. В конце всего расчёта производится отбор таких точек с максимальной суммарной встречаемостью.
Затем с выбранными с учётом конструкторских ограничений вариантами расположения ионизационных камер проводятся исследования с разными сценариями движения органов регулирования.
Работа основана на предположении, что на...
Михаил Зизин: необъяснённые результаты - двигатель прогресса
Сначала я напомню, чем отличаются друг от друга верификация и валидация. Если мы рассчитываем по программе известные задачи, то это верификация. Если мы рассчитываем задачи, имеющие под собой экспериментальные данные, то это валидация. А кросс-верификация - это сравнение программ на задаче, которая не до конца ясна.
Кросс-верификация может быть в двух ипостасях. Первая, когда по разным программам обсчитывается один эксперимент, а вторая - когда по разным программа обсчитывается одна и та же задача. Такой задачей может выступать, например, новый бенчмарк, результаты для которого ещё неизвестны.
Марк Николаевич Николаев в своей книге написал, что кросс-верификация - первый этап верификации. Прежде чем переходить к верификации программы, нужно доказать её работоспособность и провести сравнение...
Михаил Зизин: о расчётах предшественников ЗН
На основе серии вариантных расчётов теста BN600_IAEA_T даны рекомендации когда и как пересчитывать концентрации предшественников запаздывающих нейтронов в пространственно-временных реакторных расчётах.
Моделировалось движение органов регулирования; тест рекомендуется для тестирования решения собственно пространственно-временного многогруппового уравнения переноса.
Диффузионные расчёты проводились в 3D гексагональной геометриях с обработкой полученных результатов с помощью обращённого уравнения кинетики (ОРУК) в среде интеллектуальной программной системы ShIPR.
Помимо канонической формулы ОРУК реактивность оценивалась из варианта формулы ОРУК_C с прямым использованием концентраций предшественников запаздывающих нейтронов...
Михаил Зизин: подождём - увидим
Какие Алгол или Фортран? Коды, машинные коды. Меня научили с ними работать, и я написал свою программу. Успешно защитил диплом, в качестве приложения к которому была добавлена программа на машине М-20.
М-20 делить и умножать умела?
Всё, что нужно, она умела. В своей программе я брал интеграл. Но перед тем, как исполнять программу, я тот же вариант просчитывал на арифмометре Феликс.
После университета жизнь меня забросила в Сибирское отделение Академии наук, откуда я через четыре месяца сбежал в ФЭИ, где работали мои друзья. В обнинском институте как раз получили М-20, а я на ней уже умел работать!
Одну из первых своих программ в ФЭИ я написал по алгоритму Михаила Федотовича Троянова.
Формы представления параметров запаздывающих нейтронов
Одной из целей реакторного сообщества в ближайшем будущем является создание системы тестов, которую можно было бы использовать при разработке следующего поколения программного обеспечения.
В этой связи следует отметить, что тестов для решения нестационарных нейтронно-физических задач немного и пришло время задуматься о пополнении этого семейства.
Основной и самый простой способ - это включение в уже имеющиеся стационарные тесты формулировок для пространственно-временного расчёта с описанием требуемых функционалов и дополнительной входной информации по кинетическим параметрам отдельных нуклидов.
Примеры такого подхода есть, но нужна его формализация.
Здесь мы рассматриваем расширение теста BN600_IAEA. По сравнению с работой [1] используются полномасштабные модели и изменено положение имитаторов ионизационных камер.
Михаил Зизин: приезжаю за неожиданным
О возможности расширить BN600_IAEA я говорил здесь, в Обнинске, на Нейтронике-2010...
С тех пор появился тест по БН-1200. В нём ионизационные камеры расположены на краю активной зоны и на самом верху активной зоны. Я использовал этот подход для бенчмарка по БН-600 и посчитал разные ситуации - например, классический вариант из регулирующих документов, когда происходит срабатывание аварийной защиты с застреванием одного из наиболее эффективных стержней.
Кроме того, в своём докладе расскажу коллегам некоторые интересные, на мой взгляд, математические результаты.
Например, известную формулу для расчёта реактивности в пространственно-временной задаче, в которой используются функционал для ценностей и потоки, можно получить иным способом, через концентрации предшественников запаздывающих нейтронов, которые всё равно участвуют в расчёте. В этом случае формула становится проще.
50 лет БНАБ. Взгляд очевидца.
В те годы запуск компьютера был почти как запуск реактора. Считать быстрые реакторы с 18-групповыми константами, ориентированными на расчёт промежуточных реакторов, стало уже неприлично.
Очень важным обстоятельством была организация в НИИАР в 1965 под руководством О.Д.Казачковского Учёного совета, членом которого стал Марк Николаевич Николаев, и приезжал он в Мелекесс почти каждый месяц.
В этом совете была защищена не одна диссертация, связанная с созданием и развитием БНАБ. Это давало возможность личного общения (и не только на банкетах после защиты диссертаций), без которого всё было бы на порядок труднее. Я считаю М.Н.Николаева своим самым главным учителем (основы в меня заложил В.И.Матвеев). А уж считает ли М.Н. меня своим учеником - судить не мне.
И мы в Мелекессе приступили к реализации носившейся в воздухе идеи написания программы для использования новейших констант...
Михаил Зизин: подводные камни в нейтронно-физических задачах
Важная часть работы расчётчика - создание и отладка вспомогательных программ. На неё уходит существенно больше времени, чем на развитие решалок, то есть, программ, собственно и отвечающих за процесс решения уравнения переноса.
Раньше я был ярым сторонником писать вспомогательные программы в самом общем виде. С годами моя позиция сильно смягчилась и сейчас пишу довольно много программ для решения конкретных задач. Например, программы, моделирующие сброс или самоход стержней СУЗ для БН-1200, я писал для каждого типа стержня отдельно, сказал Зизин.
Написание отдельных программ для похожих задач позволяет находить неточности и совершенствовать ранее написанные модули (работа по спирали). Такую свободу докладчику предоставляет работа с интеллектуальной системой ShIPR.
Интеллектуализация программ - путь, который Михаил Зизин считает для сообщества расчётчиков неизбежным.
Михаил Зизин: всегда как-нибудь да было
Эта разница превышает максимально допустимую по регламентирующим документам. Что существенно, если восстанавливать значения эффективности аварийной защиты из показаний разных ионизационных камер для случая застревания одного из наиболее эффективных стержней, то разница едва ли не наибольшая.
Какую из величин считать правильной? Как корректно считать эффективность АЗ? Эта проблема стоит остро. Согласен с тем, что касается она не всех - в первую очередь, тех специалистов, кто занимается экспериментами на реакторе.
В данном конкретном докладе на обнинском семинаре, который вы упомянули, сравниваются расчёты по двум наборам констант. Это основная идея доклада. Мы хотели определить порядок расхождений результатов при использовании разных наборов входных данных.
Первый набор констант был подготовлен по программе UNK, написанной в Курчатовском институте под руководством В.Ф. Цибульского.
Концепция создания системного и прикладного программного обеспечения задач математического моделирования
Прогресс в математическом моделировании реакторов сегодня сосредоточен на существенной детализации нейтронных и теплогидравлических расчётов и использовании более точных моделей, что невозможно без многопроцессорных вычислений. И остаться в уютной среде одно- или даже четырёхпроцессорных персональных компьютеров большинству из вас не удастся.
Нужно всерьёз осваивать инструменты для распараллеливания программ MPI [35] и/или OpenMP [36] или их аналоги. Утверждается, что молодые мозги осваивают эти инструменты на лету. Но для их эффективного применения невозможно обойтись без существенной модернизации алгоритмов (по крайней мере для MPI), что молодым делать значительно труднее. Выход - в объединении усилий.
В области нейтроники нужно внедрять расчёты по подобластям. И здесь стоят проблемы, как делить на подобласти, ноды или домены, как и по каким критериям автоматизировать этот процесс.
Михаил Зизин: топор для расчётчиков
Начнём с эпиграфа. В качестве эпиграфа к выступлению я взял цитату из Авраама Линкольна - если бы у меня было десять часов для того, чтобы срубить дерево, шесть из них я бы точил топор.
У меня было большое желание назвать доклад - как я точил топор, но, к сожалению, в этом случае ушла бы предметная ориентированность. Поэтому основную идею я оставил, но название пришлось подкорректировать.
На самом деле, проблема очень серьёзная. Мы говорим о проблеме создания инструмента, с помощью которого мы будем работать, и о его качестве. Острый топор - условие необходимое, хотя, к сожалению, и недостаточное.
Теперь о докладе. В своём выступлении на обнинской конференции Нейтроника XXI я затрагиваю вопросы юстировки инструментов для проведения нейтронно-физических расчётов ядерных реакторов.
Всю свою жизнь я занимался автоматизацией реакторных расчётов. За последние 15 лет мы сделали интеллектуальную программную систему ShIPR.
Михаил Зизин: Нейтроника взглядом профессионала
Коды для быстрых и тепловых реакторов, пожалуй, всегда были разными. Так было, так есть и так останется в обозримом будущем. Если процесс сближения и наблюдается, то он идёт очень медленно.
Всегда существовала точка зрения, что возможно написать универсальную программу, которая была бы применима для расчётов реакторов разных типов. Такая постановка имеет право на жизнь. Но дело-то не в самих программах решения уравнения переноса, а в тех константах, которые в них подставляются. А здесь специфика, как я уже сказал, пока ещё сохраняется.
Если говорить об общих тенденциях в развитии кодов, то целевая функция, которой следует весь - это потвэльный расчёт реакторов с решением не диффузионным, а кинетическим. Не побоюсь сказать прямо, что мы в этом направлении отстаём от зарубежных коллег.
Что Вы имеете в виду, говоря о кинетическом решении?
SN-методы, метод характеристик, безусловно, методы Монте-Карло, которые сейчас очень интенсивно развиваются.
