Počet návštěv: 17270        Začátek počítání: 03-11-2006        Poslední modifikace: 02-12-2011
© 2000 - 2011   Jiří Starý        Česky  Anglicky

KBS   -   rozsáhlý geoenvironmentální model

Model prototypu uložiště v Aspo, který vychází z konceptu KBS3 uložiště vyhořelého jaderného paliva a uvažuje termo-mechanické chování 3D oblasti v časovém horizontu 50 nebo 100 let.

Situace

Studovaná oblast zahrnuje 65 m dlouhou ukládací chodbu, která se nachází 450 m pod povrchem. V chodbě jsou dvě sekce se 4 a 2 úložnými jámami (1.75 m průměr a 8 m hloubka), do kterých se ukládají kanystry s vyhořelým jaderným palivem. Jako těsnící materiál je použit bentonit.

Discretizace

Oblast je diskretizována v prostoru pravidelnou sítí s 391 x 63 x 105 uzly. Dále je každá cihlička rozdělená na 6 čtyřstěnů. V čase je aplikována metoda konečných diferencí spolu s implicitním Eulerovým schschématem a adaptivní volbou časového kroku.

Teplotní část je ovlivněna zejména radioaktivním odpadem coby zdrojem tepla a vedením tepla v okolní hornině, těsnícím materiálu a základce. Řešení vede na sekvenci lineárních systémů, každý má velikost 2 586 465 stupňů volnosti.

V předem určených časových bodech je navíc řešen lineární systém se 7 759 395 stupni volnosti. Ten odpovídá mechanické části, která je ovlivněna počátečním napětím, vyhloubením ukládací chodby a tepelným zatížením od jaderného odpadu.

Časy paralelních výpočtů

Výpočty provedené na počítačích Natan a Thea. Pouze pro mechanickou část, v čase 2 roky po tepelném zatížení od uloženého jaderného odpadu:

  • DD: Řešení MKP systému dvouúrovňovou Schwarzovou metodou s minimálním překrytím podoblastí, náhrada úloh na podoblastech neúplnou faktorizací, výpočet s hrubou síti vytvořenou agregacemi (dvě volby agregací 6 x 6 x 6 a 12 x 6x 9), přibližné řešení úlohy na hrubé síti metodou sdružených gradientů s předpodmíněním s relativní přesností eps=0.1. MKP systém je řešen z nulového počátečního odhadu do relativní residuální přesnosti eps=0.0001.
  • DiD: Předpodmínění rozkladem posunutí, podúlohy nahrazeny neúplnou faktorizací (IF) nebo řešeny iteracemi vnitřní metody sdružených gradientů (II) s vnitřní přesností eps=0.1. MKP systém je opět řešen z nulového počátečního odhadu do relativní residuální přesnosti eps=0.0001.

Výpočty provedené na počítačích Simba a Ra. Pouze pro teplotní část, v časovém intervalu 100 let po tepelném zatížení jaderným odpadem. Byla použita adaptivní volba časového kroku, která vedla k celkovému počtu 47 časových kroků. MKP systém je řešen do relativní residuální přesnosti eps=0.000001 a s počátečním odhadem řešení převzatým z předchozího časového kroku.

Simba (OpenMP) Simba (MPICH) Ra (SCALI)
# P # It Time [s] Speed-up # It Time [s] Speed-up # It Time [s] Speed-up
1 1341 6292   1344 5931.4   1344 1144.0  
2 1421 4101   1.63 1424 3169.1   1.87 1421   643.2 1.78
4 1425 2082   3.44 1428 1577.0   3.76 1426   314.3 3.64
8 1514 1120   6.34 1514   833.2   7.12 1514   909.4  
12 1578   872   8.48 1581   596.2   9.95 1579 1192.6  
16 1614   751 10.09 1618   482.9 12.28 1616 1355.9  
20       1691   471.1        
24       1710   554.3