ベクトル計算機を用いたCharacteristics法の高速計算

Fast computation of the characteristics method on vector computers

久語 輝彦 

Kugo, Teruhiko

ベクトル計算機を用いて非均質中性子輸送計算法であるCharacteristics法の高速計算の研究を行った。ベクトル化手法としてOdd-Even Sweep(OES) 及び Independent Sequential Sweep (ISS)法を開発した。典型的な燃料集合体を対象として、両手法により集合体計算を行い、ベクトル計算の効果を調べた。その結果、両ベクトル化手法とも、ベクトル計算のスカラー計算に対する速度向上率15の高速演算を達成した。ISS法とOES法の比較という観点からは、最も時間を要する中性子伝播計算に要する計算時間に差がないこと、外部反復の収束性はISS法が優れていること、及びISS法の記憶容量はOES法の場合の1/5に節約できることがわかった。これらより、ISS法がベクトル化手法として優れていると結論付けられる。ベクトル計算においては、算術関数の代わりにテーブル内挿方式により指数関数を評価しても、全体では約20%の計算時間の節約にとどまる。粗メッシュリバランス法及びAitken加速法はともに有効であり、それらの組み合わせにより、収束に要する反復回数を1/4から1/5に低減できることを確認した。

Fast computation of the characteristics method to solve the neutron transport equation in a heterogeneous geometry has been studied. Two vector computation algorithms; an odd-even sweep (OES) method and an independent sequential sweep (ISS) method have been developed and their efficiency to a typical fuel assembly calculation has been investigated. For both methods, a vector computation is 15 times faster than a scalar computation. From a viewpoint of comparison between the OES and ISS methods, the ISS method is superior to the OES method because the ISS method shows a faster convergence and saves a computer memory without reducing a computation speed. In the vector computation, a table-look-up method to reduce computation time of an exponential function saves only 20% of a whole computation time. Both the coarse mesh rebalance method and the Aitken acceleration method are effective as acceleration methods for the characteristics method, a combination of them saves 70-80% of outer iterations compared with a free iteration.