Project Details

Description

Выполнение данной работы позволит проводить расчеты по предупреждению аварийных ситуаций в токамаках, возникающих в случае электрических замыканий между различными подсистемами токамаков.

Key findings for the project

На многопроцессорную высокопроизводительную ЭВМ были установлены комплексы программ TYPHOON [1] и KLONDIKE [2]. После их установки и адаптации к аппаратному обеспечению была выполнена серия тестовых расчётов, позволившая:
(a)подтвердить работоспособность многопроцессорных версий этих программ на данной ЭВМ;
(b)определить наиболее оптимальные варианты их запуска.
В качестве тестовой задачи для комплекса программ TYPHOON рассматривался расчет электромагнитных (ЭМ) нагрузок, действующих на коллиматор токамака ИТЭР при основном срыве плазмы второй категории со смещением вниз и экспоненциальным законом затухания тока длительностью 16 миллисекунд. В принятой в ИТЭР терминологии этот сценарий обозначается как “Downward Major Disruption of Category II with 16 ms Exponential Current Quench” или сокращенно “DW MDII with 16 ms ECQ”.
Расчеты проводились на различном числе параллельных потоков с использованием технологии OpenMP под операционной системой Win64. Число потоков варьировалось от 4 до 72.
Анализ различных вариантов запуска комплекса программ TYPHOON показал, что наиболее оптимальным, с точки зрения производительности, является параллельный запуск двух задач, каждая из которых выполняется на 36 параллельных потоках. При этом на решение каждой из запущенных задач требуется примерно в 20 раз меньше времени, чем для решения этой же задачи на одном потоке.
Для комплекса программ KLONDIKE в качестве тестовой задачи рассматривался расчет пространственно временных распределений магнитных полей, генерируемых плазмой и магнитной системой ИТЭР в области пространства, занимаемой одной из 54 диверторных кассет установки, во время сценария быстрого неуправляемого ухода плазмы по вертикали вниз второй категории с линейным законом затухания тока длительностью 36 миллисекунд. В терминологии ИТЭР данный сценарий фигурирует как “Fast Downward Vertical Displacement Event of Category II with 36 ms Linear Current Quench” или сокращенно “FD VDEII with 36 ms LCQ”. Полный сценарий включает 460 моментов времени, заданных с переменным шагом от 0.1 мс до 10 мс на интервале от 0 до 531 миллисекунды. Из этих 460 моментов для расчёта были выбраны 137 наиболее характерных.
Запуск программы проводился на различном числе параллельных потоков с использованием технологии OpenMP под операционной системой Win64. Число потоков варьировалось от 4 до 72. Анализ различных вариантов запуска комплекса программ KLONDIKE показал, что наиболее оптимальным, с точки зрения производительности, является запуск одной задачи на 72 параллельных потоках. При этом на решение задачи требуется примерно в 63 раз меньше времени, чем для решения этой же задачи на одном потоке.
Литература:
[1] В.М.Амосков, А.В.Белов, В.А.Беляков, Т.Ф.Белякова, Е.И.Гапионок, Д.Б.Гаркуша, В.В.Кокотков, В.П.Кухтин, Е.А.Ламзин, С.Е.Сычевский, О.Г.Филатов СВИДЕТЕЛЬСТВО об официальной регистрации программы для ЭВМ №2003612496 Программный комплекс для численного моделирования квазистационарных вихревых токов в тонких проводящих пространственных оболочечных конструкциях сложной геометрической формы (TYPHOON 2.0) Реестр программ для ЭВМ, Москва, 12 ноября 2003 г.
[2] В.М.Амосков, А.В.Белов, В.А.Беляков, Т.Ф.Белякова, Е.И.Гапионок, Д.Б.Гаркуша, М.И.Глухих, В.Кухтин, Е.А.Ламзин, Н.А.Максименкова, Б.С.Мингалев,. С.Е.Сычевский, О.Г.Филатов СВИДЕТЕЛЬСТВО об официальной регистрации программы для ЭВМ №2003612487 Программный комплекс для расчета магнитных систем, содержащих магнитотвердые, магнитомягкие и токонесущие элементы конструкции сложной геометрической формы (KLONDIKE 1.0) Реестр программ для ЭВМ, Москва, 12 ноября 2003 г.

Подготовлена статья для печати в журнале
Fusion Engineering and Design:
Effect of ITER CS and PF magnets on EM loads outside vacuum vessel at plasma disruption events

Предполагается написание и других статей.

Ведется работа по заключению с НИИЭФА им. Д.В.Ефремова НИР:
“Адаптация программного обеспечения и проведение вычислительных работ по моделированию переходных электромагнитных процессов, протекающих в установке ИТЭР при срывах тока плазмы”
AcronymINI_2019
StatusFinished
Effective start/end date15/04/1931/12/19