[發明專利]一種用于模擬核反應堆關鍵材料位錯運動的并行求解方法

有效

• 申請號: 202010544898.4
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111783284B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 胡長軍;任帥;楊文;賀新福;儲根深;王玨
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種用于模擬核反應堆關鍵材料位錯運動的并行求解方法，其特征在于，包括：

S1，對位錯線增加應力并同時更新位錯線上的點缺陷，在介觀尺度模擬位錯運動及其與點缺陷相互作用的計算模型；其中，在計算模型中，將位錯線上的每個點缺陷視為一個計算節點，一個計算節點對應一個結構演化力學方程；

S2，將計算模型中的所有結構演化力學方程劃分到多個進程上，對結構演化力學方程進行并行求解，得到位錯線對其上每個點缺陷施加的線張力合力；

S3，根據得到的線張力合力判斷是否滿足去釘扎或繞過條件，若不滿足，則返回S1；若滿足，則將應力重置為0后，返回S1；

S4，按照S1-S3循環執行，直到使位錯線穿過滑移平面上所有的點缺陷；

其中，所述根據得到的線張力合力判斷是否滿足去釘扎或繞過條件，若不滿足，則返回S1；若滿足，則將應力重置為0后，返回S1包括：

若位錯線對所有點缺陷施加的線張力合力都小于相應的點缺陷釘扎力，則在該應力下，不滿足去釘扎或繞過條件，返回S1繼續執行；

若位錯線對任一點缺陷施加的線張力合力大于等于相應的點缺陷釘扎力，則滿足去釘扎或繞過條件，將應力重置為0后，返回S1繼續執行。

2.根據權利要求1所述的用于模擬核反應堆關鍵材料位錯運動的并行求解方法，其特征在于，所述對位錯線增加應力并同時更新位錯線上的點缺陷，在介觀尺度模擬位錯運動及其與點缺陷相互作用的計算模型包括：

按照預設的步長對位錯線增加應力，使位錯線向前運動穿過滑移面，與滑移面上的其他點缺陷發生接觸，并同時更新位錯線上的點缺陷；

根據更新后的位錯線上的點缺陷，在介觀尺度模擬位錯運動及其與點缺陷相互作用的計算模型。

3.根據權利要求1所述的用于模擬核反應堆關鍵材料位錯運動的并行求解方法，其特征在于，所述將計算模型中的所有結構演化力學方程劃分到多個進程上，包括：

將計算模型中所有的n個計算節點對應的結構演化力學方程劃分到M個進程上，其中，M為處理器核數；

其中，每個進程，用于負責m個計算節點的計算且各計算節點內部完全獨立計算。

4.根據權利要求1所述的用于模擬核反應堆關鍵材料位錯運動的并行求解方法，其特征在于，所述對結構演化力學方程進行并行求解，得到位錯線對其上每個點缺陷施加的線張力合力包括：

不同的進程確定相應的點缺陷兩側的位錯線張力T₁和T₂；

根據得到的位錯線張力T₁和T₂，通過結構演化力學方程確定位錯線對相應點缺陷施加的線張力合力

5.根據權利要求4所述的用于模擬核反應堆關鍵材料位錯運動的并行求解方法，其特征在于，位錯線張力的表達式為：

其中，T表示位錯線張力；μ是協變系數；b是伯氏矢量的長度。

6.根據權利要求4所述的用于模擬核反應堆關鍵材料位錯運動的并行求解方法，其特征在于，所述結構演化力學方程表示為：

其中，為位錯線對相應點缺陷施加的線張力合力，和表示點缺陷兩側的位錯線切線向量。