局所細分化格子ボルツマン法によるデブリの空冷解析

Locally mesh-refined lattice Boltzmann method for fuel debris air cooling analysis

小野寺 直幸   ; 井戸村 泰宏   ; 上澤 伸一郎  ; 山下 晋   ; 吉田 啓之  

Onodera, Naoyuki; Idomura, Yasuhiro; Uesawa, Shinichiro; Yamashita, Susumu; Yoshida, Hiroyuki

日本原子力研究開発機構(JAEA)ではGPUスーパーコンピュータ上にて適合格子細分化(AMR)法を適用した格子ボルツマン法に基づくCityLBMコードを開発している。本研究では、CityLBMに対して、廃炉におけるデブリの空気冷却を模擬した実験および非圧縮性Navier-Stokes方程式の差分解法であるJUPITERに対する検証計算を実施した。CityLBMによる熱流動解析の結果、実験およびJUPITERと同様の結果が得られると共に、4台のGPU(NVIDIA Tesla V100)を用いたCityLBM法は、36台のCPU(Intel Xeon E5-2680v3)を用いたJUPITERの6倍の計算速度にて解析を実現した。

Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has been developing an adaptive mesh refinement (AMR) version of the CityLBM code on GPU based supercomputers. We evaluated the air cooling performance of the fuel debris by using the JUPITER code based on an incompressible fluid model and the CityLBM code based on the lattice Boltzmann method (LBM). CityLBM reproduced almost the same results as the experiment and JUPITER. It is also shown that the CityLBM code on 4 NVIDIA TESLA V100GPUs achieved 6x speedup of the time to solution compared with the JUPITER code on 36 Intel Xeon E5-2680v3 CPUs.