 |
||
|
ANL - расчёты в помощь новым проектам AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 12.10.2019 Специалисты Аргоннской национальной лаборатории (ANL) широко используют в своих расчётах ядерных реакторов возможности суперкомпьютеров, говорится в статье, опубликованной на сайте нацлаборатории в сентябре 2019 года. Разработка новых реакторных технологий требует больших объёмов поисковых и вариантных расчётов. В ANL для этих целей под эгидой министерства энергетики США действует вычислительный центр "Argonne Leadership Computing Facility". Вычислительные ресурсы, которыми он обладает, одни из наиболее мощных в мире, говорится в статье. "У нас есть хорошее понимание законов, лежащих в основе физики реакторов и теплогидравлики, поэтому инструменты численного моделирования дают нам возможность для виртуального анализа потенциальных реакторных проектов", - поясняет специалист ANL Эмили Шимон. Одна из задач нацлаборатории - помогать атомной отрасли в устранении тех препятствий, с которыми она сталкивается при разработке, лицензировании и развёртывании реакторов следующего поколения. "Цель наших усилий - заполнять пробелы в знаниях для отрасли. Они могут использовать наши коды и модели для своих проектных решений", - говорит Шимон. Среди исследовательских работ, которые сейчас проводятся в ANL - моделирование турбулентных потоков в быстрых реакторах с натриевым теплоносителем. Быстрые натриевые реакторы привлекают внимание учёных, так как они способны эффективно использовать ядерное топливо, производя меньше отходов, чем реакторы с лёгкой водой. Кроме того, они обладают чертами внутренне присущей безопасности. "Мы стараемся моделировать турбулентность потоков натрия как можно ближе к реальности и используем для этого суперкомпьютеры", - говорит инженер ANL Александр Обабко. - "Суперкомпьютеры нужны, потому что в турбулентных потоках множество вихрей, и каждый из них вносит вклад в процесс смешивания". В своих расчётах в ANL используют CFD-код Nek5000. Он обладает целым рядом преимуществ перед аналогичными кодами, в частности, с точки зрения быстродействия. "К моменту, когда большинство других кодов решат задачу на 80%, у нас будет уже 90% решения", - поясняет разработчик "Nek5000" Пол Фишер. В большинстве случаев сегодня требуется использовать комплексные коды, поскольку нейтроника, теплогидравлика и механика в ядерном реакторе влияют друг на друга. Поэтому в ANL стремятся разрабатывать инструменты для мультидисциплинарного анализа, отражающего взаимозависимость между различными областями реакторной науки. Расчётные коды не могут служить истиной в последней инстанции. Чтобы знать, насколько точно они описывают процессы, происходящие в ядерном реакторе, требуется сравнение с экспериментами. Но для многих перспективных реакторов объём доступных экспериментальных данных ограничен, а их получение дорогостоящее. Таким образом, современные тенденции в области численного моделирования направлены на достижение более высокого уровня предсказательной способности кодов, что позволило бы не так сильно полагаться на эксперименты. "Это итерационный процесс", - говорит Шимон. - "Конструкторы используют наше программное обеспечение для сужения выбора проектных решений, а затем проверяют свои оконательные решения с помощью целенаправленных испытаний". Прецизионные коды, разрабатываемые и применяемые в нацлаборатории, дают ещё одно преимущество. Они позволяют получать не только усреднённые значения параметров, как многие из инженерных программ, но и их распределения по энергии, пространству и времени. Важное применение прецизионных кодов - уменьшение неопределённости в допусках. Так, в одной из работ специалисты ANL сравнили результаты расчётов для модели, в которой все топливные элементы изготовлены точно по спецификациям, и для модели с наихудшими допусками. Сравнение позволяет лучше понять, как реактор будет вести себя в действительности. "Мы стремимся обеспечить более безопасное, быстрое и экономичное проектирование новых реакторов посредством численного моделирования. Всё, что мы делаем, направлено именно на это", - подчёркивает Шимон. Финансирование этого вида деятельности нацлаборатории проходит по программе "Nuclear Energy Advanced Modeling and Simulation" (NEAMS) министерства энергетики США. Часть средств выделяется по другим министерским программам - "Advanced Scientific Computing Research" (ASCR) и "Exascale Computing Project" (ECP), причём последняя поддерживается ещё и национальным управлением США по ядерной безопасности. Ключевые слова: США, Быстрые натриевые реакторы, Статьи, Теплофизика и теплогидравлика Другие новости: Результаты первого опроса в СУ МАГАТЭ по кандидатуре гендиректора - Гросси и Феруцэ лидируют Второй опрос - на следующей неделе. Первая партия китайского кобальта-60 в сентябре отгружена потребителям CNNC готова вывести китайский кобальт на рынок. Физический пуск первого энергоблока БелАЭС планируется в январе 2020 года Об этом заявил генеральный директор станции Михаил Филимонов. |
Герой дня 
Виталий Красильников: ITER и его диагностики В проекте ITER, в отличие от всех предыдущих токамаков, несколько нейтронных детекторов располагаются непосредственно внутри вакуумной камеры. Это накладывает, помимо очевидных требований по радиационной стойкости и надёжности, дополнительное требование по вакуумной совместимости. ИНТЕРВЬЮ
Чжэн Мингуан МНЕНИЕ
Белатом 
|