中子点火MC输运问题可扩展并行计算研究

本项目研究中子点火MC输运问题在大规模多核体系结构并行机上的可扩展并行计算。中子点火MC输运计算在具有传统MC输运计算特征的同时,具有很强的时序性，这为其进行大规模可扩展并行计算带来了很大的困难。本项目深入分析中子点火MC输运问题的计算特征，结合新型多核并行机的体系结构特点，研究一套有效的三层可扩展并行计算模式。第一层采用Master/Slave模式的任务级并行，其中Slave端对应的是一个处理器组；第二层在各个Slave端的处理器组内部采用粒子分段划分的方法实现对所有中子按时间点进行同步跟踪计算；第三层采用OpenMP多线程方法实现MC输运几何计算的并行处理。同时研究三层并行计算模式下各层独立的负载平衡方法，主要研究源中子的动态分配技术和反应区内中子的动态迁移策略。通过本项目的研究使得中子点火MC输运程序在数千个处理器的新型超级计算机系统上达到80％以上的并行效率，处于国际领先水平。