凹凸棒石基复合材料制备研究进展

凹凸棒石(ATP)黏土因性能优异被广泛应用于复合材料的制备,系统总结了ATP基吸附剂、催化剂及储能材料的制备方法,综述了ATP黏土在吸附剂、催化剂及储能材料领域的研究进展。今后ATP基复合材料形貌结构控制及其在环保领域的应用仍然是研究的重点。     

石墨烯三维宏观体的构筑及石墨烯基复合材料对水体中常见污染物的去除研究进展

系统总结了石墨烯基三维宏观体材料的几种构筑方法,综述了石墨烯基复合材料在染料、重金属离子、油类和有机溶剂等水体常见污染物中的研究进展。石墨烯基复合材料的稳定性能、高效、再生、成本及其在水处理领域的实际应用仍然是今后研究的重点。     

基于改进3D-R树的流固耦合模拟网格插值研究

流固耦合模拟是反应堆数值模拟的重要研究内容,针对数值堆CVR10热工水力软件PACA和结构力学软件HARSA网格不匹配、网格量巨大、网格单元还原困难,本研究利用3D-R树索引大规模流体域网格节点,完成了对固体域网格节点的插值计算。由于流体域网格节点密度大且分布较均匀,采用体积均分方式设计新结点分裂策略。对于溢出的结点,首先计算其最佳分割轴,即分裂后新结点体积和最小,假设为x轴;让垂直于x轴的分割面均分此结点;将分割面左侧孩子插入新结点N₁,右侧孩子插入N₂,其他孩子插入新增体积最小的N₁或N₂。用PACA和HARSA验证插值效率,结果表明改进3D-R树的插值效率明显高于3D-R树和传统插值。用HARSA对插值结果进行了固体流致振动计算并用Archard模型对固体振动进行了磨损评估。     

快堆全堆芯热工流体子通道并行模拟技术研究

采用简化堆芯模型的传统子通道模拟计算结果难以精确反映堆芯的真实运行状况,利用高性能计算技术进行全堆芯精确到每个真实流道的子通道模拟计算成为研究热点。本文抽象描述了快堆堆芯的基础几何结构,在此基础上提出了一种全堆芯子通道建模方法和一种自适应的并行任务划分方法。设计了广度优先划分算法和层次划分算法,实现了全堆芯子通道任意个数求解域的划分,自适应地映射到不同个数的计算核上,从而可利用PC、集群、超算等不同规模的计算资源开展全堆并行模拟。使用针对快堆模拟修改后的子通道模拟软件CTF进行验证,证明了建模方法对于快堆子通道模拟是有效的。基于本文方法在曙光先进计算服务平台上使用两种不同网格规模的算例进行了测试,两组测试最低并行效率在33.02%以上,证明了本文方法的有效性和可用性。     

数值堆热工流体高精细并行模拟优化技术研究

热工流体模拟是数值反应堆的重要组成部分,高精细、大规模数值计算是实现高保真数值模拟的基础。使用计算流体力学（CFD）软件进行高精细、大规模数值模拟对计算资源和存储资源提出了巨大挑战,需依赖超级计算机并行实现。本文以基于谱元法求解N-S（Navier-Stokes）方程的数值方法为研究对象,针对区域分解和基于典型混合架构国产超级计算机的并行优化两个核心问题,提出了一种面向海量精细网格的混合并行递归谱二分法实现的大规模区域分解方法,建立了一套以小矩阵乘为核心的申威（SW26010处理器）众核架构并行优化技术。混合并行大规模区域分解方法在天河二号超算上进行测试,相比开源CFD软件Nek5000的串行区域分解模块性能提升约95%;面向申威的小矩阵乘优化在神威·太湖之光超算上进行测试,当谱元阶数达到24时性能提高约51.9%。两种技术均在中国数值反应堆核心软件CVR-PACA中得以应用。