可視化用粒子データを用いた燃料溶融シミュレーションの対話的In-Situ可視化

Interactive in-situ visualization of molten debris relocation simulation using particle-based visualization

河村 拓馬 ; 野田 智之; 井戸村 泰宏   

Kawamura, Takuma; Noda, Tomoyuki; Idomura, Yasuhiro

大規模化が進む原子力分野のシミュレーションにおいて、計算と同時・同環境により確実に可視化画像を生成するIn-Situ可視化の重要性が高まっている。しかしIn-Situ可視化では、バッチ処理投入前に視点位置や色・不透明度等の可視化パラメータを設定するため、可視化の失敗がしばしば発生する。そこで、画像の代わりに可視化用粒子データを生成することで、シミュレーション実行時における対話的な可視化パラメータの設定を可能にする、In-Situ可視化フレームワークを開発した。粒子データ生成の超並列処理はシミュレーションの領域分割モデルを変更することなく実行され、生成される粒子データは結果データに比べて十分に小さく圧縮される。デーモンプログラムは圧縮された粒子データをクライアントPCに転送するとともに、クライアントPCから受信した可視化パラメータを設定する。開発ツールを多相流体解析コードJUPITERによる溶融燃料デブリ移行挙動解析に適用し、シミュレーション性能を劣化させることなく対話的な可視化・解析を可能にした。

Expanding scales of nuclear simulations make In-Situ visualization more important. In-Situ visualization generates visualization images simultaneously as simulations on the same computing environment. However, in the conventional In-Situ visualization, visualization failure often occurs because of visualization parameters such as a view point, color, and opacity, which are prescribed before batch simulations. To resolve this issue, we developed In-Situ visualization framework, which enables interactive change of visualization parameters using particle data instead of images. Massively parallel particle generation processes are computed without changing domain decomposition models in simulations, and the size of the particle data is compressed small enough than that of the original data. A daemon program transfers the compressed particle data to a client PC, and it also set visualization parameters received from a client PC. We applied the developed tool to simulations of molten debris relocation in reactor pressure vessels using the multi-phase CFD code JUPITER, and the interactive visualization and analysis were enabled without degradation of the simulation performance.