View
35
Download
0
Category
Preview:
DESCRIPTION
ISAS Système de couplage de codes. CEA/DRN/DMT/SYSCO Alain.Bengaouer@cea.fr. Plan. Nécessites et enjeux Description d'Isas Exemple de composants Isas Applications Perspectives. Nécessités et enjeux. L’industrie nucléaire est au carrefour de nombreux métiers Neutronique - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
1/18Isas : système de couplage de codes
ISASSystème de couplage de codes
CEA/DRN/DMT/SYSCOAlain.Bengaouer@cea.fr
2/18Isas : système de couplage de codes
Plan
• Nécessites et enjeux• Description d'Isas• Exemple de composants Isas• Applications• Perspectives
3/18Isas : système de couplage de codes
Nécessités et enjeux
• L’industrie nucléaire est au carrefour de nombreux métiers– Neutronique
– Thermohydraulique
– Mécanique
– Radio-protection
– ...
• Chaque domaine d’expertise développe des outils et des méthodes d’analyse propres
• Qui coupler ?– Disciplines différentes en inter-action
– Même discipline pour différents éléments en inter-action
4/18Isas : système de couplage de codes
Nécessités et enjeux
• Que coupler ?– Savoirs-faire
– Données
– Outils
• Pourquoi coupler ?– Etudes de sûreté plus exigeantes
– Matériel plus performant
– Optimisation du fonctionnement
– Complexité des problèmes
5/18Isas : système de couplage de codes
Nécessités et enjeux
• Comment coupler ?– Chaînage
• enchaînement manuel des opérations
• une ou quelques itérations
– Couplage explicite
• résolution séquentielle (automatique) des opérations
• chaque code modifie les données (conditions limites) du code suivant
– Couplage implicite
• résolution simultanée des opérations
• chaque code participe à la modélisation complète du problème
• nécessite un solveur puissant (nombre élevé d’inconnues)
6/18Isas : système de couplage de codes
Nécessités et enjeux
• Etudes accidentelles– Classement
• transitoires de classe 2
• rupture de tuyauterie secondaire
• petite perte de réfrigérant primaire(SBLOCA)
• RTV majeure
• grosse perte de réfrigérant primaire(LBLOCA)
• accident graveDégradation cœur
Réacteur sous-critique
Dégradationgaine
7/18Isas : système de couplage de codes
Nécessités et enjeux
– Codes utilisés
CRONOS-2 / FLICA-4
CRONOS-2 / FLICA-4 / FLICA-S
CRONOS-2 / CATHARE
CRONOS-2 / FLICA-4 / CATHARE
FLICA-4 / CATHARE
neutronique + T-H cœur + T-H système
couplage explicite
1D
couplage implicitemulti-D
8/18Isas : système de couplage de codes
Nécessités et enjeux
• Nécessité de disposer d'un système de codes :– souples, ouverts, communicant facilement
– Projet ELAN
• Architecture logicielle, outils, méthodes, langages
• Parallélisme et distribution intégrés
• Projet ELAN
• Aujourd'hui :– Répondre facilement aux besoins croissants de couplage
– Disposer d’un outil générique pour limiter l’intrusion dans les codes à coupler
– ISAS
9/18Isas : système de couplage de codes
Description d'Isas
• Caractéristiques générales– permet de piloter plusieurs codes
– sur une ou plusieurs machines
– un superviseur avec un langage de commande
– un code esclave est un objet avec ses méthodes
• Choix techniques– Isas écrit en C
– Langage interface:
• OCAML* dans le superviseur
• OCAML, C, F77 dans les esclaves
– Librairie de communication : PVM**
* http://www.inria.fr ** http://www.ornl.gov
PORTABILITE
SOUPLESSE
SIMPLICITE
10/18Isas : système de couplage de codes
Description d'Isas
• Fonctionnalités :– définition d'une machine virtuelle
– échanges maitre/esclave
– communication directe
– délégation
• Le contrôle du couplage est entièrement géré dans le
superviseur :– le temps, la convergence, l'adaptation des données
• Le superviseur voit les codes comme des modules (objets) à l ’interface strictement définie.
COMPOSANTS REUTILISABLES
Power Plant
vessel circuit S.G. building
thermo neutro
11/18Isas : système de couplage de codes
Exemple de composants
Data acquisitionData acquisition
Initilization
Steady state
Begining loop
Transient step
End loop
Results Saving
Stop
Initialization
Steady state
Transient step
Results Saving
Stop
Les étapes d'un code monolithique vers un composant :• Identification des fonctions importantes• Isolement des données en entrée et sortie• Création des services : méthodes et données
par introduction d'appels à la librairie Isas en qqes points
code initial code modulaire composant Isas
code # get data
code # initialize
code # Steady state
code # Transient step
code # Results Saving
code # Stop
12/18Isas : système de couplage de codes
Exemple de composants
Crayons combustible
Réfrigérant liquide-vapeur
Neutronique: Power (Tc,)
Thermo-hydraulique: Press, (Ql, Tc, Power)
Thermo-mécanique: Tc(Press,Power,…)
3 champs de la physique <=> 3 codes de calcul
Get DataSend Meshing
Get TemperatureGet PowerTransient
FLICA4
Get DataSend Meshing
Get TemperatureSend Power
Transient
CRONOS
Get DataSend Meshing
Send TemperatureGet PowerTransient
CASTEM
Simulation d'un APRP
13/18Isas : système de couplage de codes
Exemple de composants
• Le script de couplage :open Pvmhandle ;;
read table "home/user/test/table.isas" ;;
startvm table ;;
let hydraulics = new flica (hostname1) ;;
let kinetics = new cronos (hostname2) ;;
hydraulics # get_data ;;
kinetics # get_data ;;
for i = 1 to 100 do
hydraulics # transient dt ;;
kinetics # transient dt ;;
kinetics # send_power ;;
hydraulics # get_power ;;
done ;;
hydraulics # stop ;;
kinetics # stop ;;
Seule la méthode transient est vue de l'utilisateur.
Les communications sont masquées dans la méthode
Démarrage d'une instance de chaque code
Définition de la machine virtuelle
14/18Isas : système de couplage de codes
Applications
CATHARE
ISAS
TRIO
APOLLO
METEOR
CASTEM
GENEPI
CRONOSFLICA
• Couplage de disciplines différentes
• Couplage d'éléments différents
• Serveurs de calculs
ATHENA
INTRA NAUASAFALY
15/18Isas : système de couplage de codes
Applications
ISAS
CATHARE CRONOS FLICA
Power Distribution
Core outlet flowrateCore inlet pressure
Core outlet flowrateCore inlet pressure
CRONOS : neutron kinetics
FLICA : core thermal hydraulics
CATHARE : circuit thermal hydraulics
16/18Isas : système de couplage de codes
Applications
Vacuum Vessel
Toroidal limiter/BaffleDivertor
12
wall heat load
pressure
temperature
fluid temperature
steam flow rate condensation rate steam pressure
temperature pressure
total flow rateheat transfer coefficient
water enthalpy void fraction
Removable shield
1
2
3
4 5
6
7
8
910
11
Inboard blanket modules
Outboard blanket modules
• H eat exchanger
Pressurizer
Vault
Building
ATHENA : thermal-hydraulic INTRA : containment
SAFALY : plasma transients NAUA : aerosols
dispersion
ISAS applications for safety studies Fusion reactor break simulation
17/18Isas : système de couplage de codes
Perspectives
• Isas2.1 en développement :– version thread-safe (POSIX)
• utilisation des threads pour paralléliser des méthodes
• sécuriser les traces d'exécution
– compatibilité avec des esclaves MPI et OPENMP
– introduction du modèle M.E.D. (collaboration EDF)
représentation générique des maillages et résultats de calculs
échange direct et manipulation des objets M.E.D.
Structure MED ISAS
HDF
Code esclave
HDF
18/18Isas : système de couplage de codes
Perspectives
• Veille :• MPI,
• CORBA,
• gros volumes de données
• Evolutions :• Convergence/interopérabilité ISAS/CALCIUM
» cf. exposé Jean-Yves Berthou EDF
• Allier l'architecture ELAN (codes futurs de la DRN) et la communication entre codes existants.
Recommended