原子力気液二相流体解析における界面捕獲手法の高度化

Improvement of interface capturing method for gas-liquid two-phase flow analysis in nuclear energy field

杉原 健太 ; 青木 尊之*; 小野寺 直幸   ; 下川辺 隆史*; 井戸村 泰宏   ; 山下 晋   ; 河村 拓馬 ; 伊奈 拓也 

Sugihara, Kenta; Aoki, Takayuki*; Onodera, Naoyuki; Shimokawabe, Takashi*; Idomura, Yasuhiro; Yamashita, Susumu; Kawamura, Takuma; Ina, Takuya

エクサスケールスパコンを活用した原子力気液二相流解析の実現に向けて、混合精度前処理を用いた圧力Poisson解法の改良、および界面捕獲手法の高度化を実施した。前処理に半精度演算を用いる際に、対角優位となるように低精度へのデータ変換すること により収束性の悪化を防ぐことに成功した。気液二相流解析の界面捕獲手法として最適化を行ったPhase Field法を適用し、55バンドル体系解析においてボイド率の確率密度分布を評価した結果、前年の結果を改善する事ができた。

To achieve nuclear gas-liquid two-phase flow analysis using an exa-scale supercomputer, we improved the pressure Poisson solver using mixed-precision preconditioning and upgraded the interface capturing method. When half-precision arithmetic was used in the preconditioning, we succeeded to avoid convergence degradation by converting the matrix data to low-precision, while keeping the diagonal dominance. The optimized phase field method was applied to the interface capturing method for gas-liquid two-phase flow analysis, and the probability density distribution of void fraction was evaluated for 55 bundle system analysis. The results were improved from the former results presented in the last year.