收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

金属材料辐照损伤的动力学蒙特卡洛数值模拟程序开发及并行优化

王栋  
【摘要】:核电能源的积极发展已经为能源消耗问题带来了有效的解决途径。保证核反应堆正常运行的核材料(钢压力容器-金属材料)使用寿命直接影响了核电厂的服役能力。导致金属材料性能降级的主要原因是其内部粒子在辐照状态下与高能入射粒子发生碰撞(这种微观变化称为辐照损伤),为正确预测材料内部的结构改变过程,本文将动力学蒙特卡洛方法与我国高性能计算技术相结合,针对金属材料辐照损伤的KMC数值模拟程序进行了相关开发和并行优化,具体工作如下:(1)研究了动力学蒙特卡洛方法的基础理论,根据体系演化规则对该方法进行了分类,并对相关技术支撑平台做了简要介绍(并行计算平台架构和可视化模拟软件),结合AKMC算法的特点:跃迁概率计算、随机数选取和计算过程等对并行数值模拟程序MISA-KMC的实现方式以及其中涉及的主要技术进行了详细介绍(包括并行区域分解,二次划分子域以及各进程间的同步通信方式等)。(2)对软件进行相关优化和性能分析,引入一种原子势能计算模型(相互作用对势),减少模拟过程中的能量计算开销,提高计算效率,并在此基础上对程序中的模拟原子种类进行扩展,实现了多元合金的演化,最后利用可视化分析对模拟结果进行了研究。利用程序中原子坐标特性,实现孤立原子识别功能,为程序模拟结果的正确性提供保障。通过局部计时方法分析程序中的热点函数,为适应超级计算机的架构特点提供解决方案。对程序输入文件中的预设参数进行调节,在保证模拟结果正确的情况下使其运算状态达到最优化。将程序移植到“神威·太湖之光”进行性能分析,验证优化方法可行性以及并行程序的可扩展性。实现了一种固定同步时间间隔算法,用来解决传统方法在某些情况下产生的数据丢失等问题。(3)基于目前核聚变材料重要性的日益凸显,在程序中新增F-S势函数选择方式和钨-铼二元合金(核聚变材料结构)体系,通过计算部分能量数值,验证了该方法的可行性,将MISA-KMC数值模拟程序在应用领域上进行了扩展。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前17条
1 ;江苏省江阴市加快打造金属材料千亿级产业[J];模具工业;2020年04期
2 周晶;;航空金属材料腐蚀问题与防治对策[J];中国设备工程;2020年06期
3 罗燕;;高职院校金属材料热处理技术专业产业服务能力提升[J];有色金属设计;2020年01期
4 董拴涛;;高职《金属材料与热处理》课程改革与实践的探索[J];甘肃科技;2020年09期
5 唐伟;;探究高性能金属材料的控制凝固与控制成形[J];冶金与材料;2020年02期
6 韩国梁;石文天;韩玉凡;刘玉德;;金属材料增材制造成型结构研究进展综述[J];中国金属通报;2020年04期
7 崔永广;牛毅;;金属材料的分类以及简要分析[J];产业科技创新;2019年03期
8 潘先发;;材料成型与控制工程金属材料研究[J];湖北农机化;2020年08期
9 张浩;焦海亮;;数控加工技术在金属材料加工中的应用研究[J];科技创新与应用;2020年22期
10 佘海;;机械制造中新型金属材料的应用研究[J];内燃机与配件;2020年14期
11 徐拓;;信息化时代下“金属材料及热处理”课程教学研究[J];中国金属通报;2020年05期
12 余伟业;;块体纳米晶金属材料研究与应用现状[J];新材料产业;2020年04期
13 叶雨泓;杨浩章;杨鹏进;;材料物理性能分析方法在金属材料生产及研究中的应用[J];冶金管理;2020年17期
14 虞少敏;;金属材料组织和性能之间的关系[J];科教导刊(中旬刊);2019年01期
15 杜晶晶;徐媛;于培清;;试析高功率半导体激光器在金属材料加工中的应用[J];农村经济与科技;2019年06期
16 张义武;尚彦光;;浅谈金属材料的组织与性能的关系[J];山东工业技术;2018年08期
17 李蕾;;“金属材料”教学设计[J];化学教育;2010年S2期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 王弘坤;艾志玮;肖丽;金其杰;;分布环境下大规模数值模拟程序的实时监控与驾驭[A];中国工程物理研究院科技年报(2001)[C];2001年
2 张慧娟;孙晓彤;赵栓柱;王亚欣;朴红光;黄彦良;;海洋金属材料腐蚀行为研究之磁控电化学建模[A];2020第七届海洋材料与腐蚀防护大会暨2020第一届钢筋混凝土耐久性与设施服役安全大会摘要集[C];2020年
3 邢清桂;马少纯;;如何突破《金属材料与热处理》教学难点[A];2012年5月现代教育教学探索学术交流会论文集[C];2012年
4 葛爱洁;;浅谈《金属材料与热处理》课程兴趣教学[A];决策论坛——科学制定有效决策理论学术研讨会论文集(上)[C];2015年
5 张哲峰;;金属材料的疲劳与断裂[A];2010年海峡两岸材料破坏/断裂学术会议暨第十届破坏科学研讨会/第八届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2010年
6 石星烨;尚新春;;金属材料内部小孔的热冲击动态增长[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
7 谭家俊;;金属材料强化的机理及基本途径[A];国内外金属材料及热处理技术现状与发展[C];1995年
8 谭家骏;;金属材料强化的原理及其基本途径(综述)[A];中国电子学会生产技术分会金属材料及热处理专业委员会北京学组第三届年会论文集(上册)[C];1993年
9 谭家骏;;金属材料强化的原理及其基本途径(综述)[A];中国电子学会生产技术分会第五届金属材料及热处理年会论文集(一)[C];1994年
10 张军森;;做好中职《金属材料与热处理》课程教学的有效措施[A];2014年4月现代教育教学探索学术交流会论文集[C];2014年
11 李增润;周健;何利利;雷雪峰;;电站金属材料光谱分析中两根新钛线的发现及应用[A];第九届电站金属材料学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
12 孟家讌;;金属材料的状态——一个设计、加工、使用中均应重视的问题[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
13 张瑞福;;“三复合”金属材料的力学性能测试[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
14 孙会魁;饶良斌;张金柱;;数值模拟在金属材料中的应用[A];2008年全国冶金物理化学学术会议专辑(上册)[C];2008年
15 赵中里;韩静涛;张永军;;金属材料内裂纹愈合研究进展[A];2007轧钢与锻造过程中的裂纹控制技术学术研讨会论文集[C];2007年
16 韦东滨;韩静涛;谢建新;胡海萍;贺毓辛;;金属材料内部损伤愈合研究进展[A];2007轧钢与锻造过程中的裂纹控制技术学术研讨会论文集[C];2007年
17 崔东;贺西平;刘小荣;贺升平;尼涛;陈仁松;;声衰减系数辨识金属材料的初步研究[A];2014年中国声学学会全国声学学术会议论文集[C];2014年
18 李翠红;段启强;张哲峰;;延性金属材料的撕裂韧性[A];2012年海峡两岸破坏科学/材料试验学术会议论文摘要集[C];2012年
19 黄西成;陈刚;陶俊林;陈勇梅;;金属材料低压动态本构关系[A];中国工程物理研究院科技年报(2000)[C];2000年
20 白光;;放射性污染金属材料的再利用:回顾与思考[A];小型“循环经济”学术研讨会论文汇编[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 周琳;金属材料新的动态本构模型[D];中国科学技术大学;2019年
2 何许;热—力加载条件下粘塑性金属材料本构行为研究[D];西北工业大学;2018年
3 王鹏;金属材料塑性变形行为的理论研究:失效、稳态与稳定性[D];浙江大学;2019年
4 李荣汉;拓扑半金属材料的第一性原理计算设计[D];中国科学技术大学;2019年
5 郭春煜;探索新型近藤Weyl半金属材料与压力诱导的拓扑相变[D];浙江大学;2019年
6 杨凤;包含微结构信息的金属材料物理力学性质方向函数的建立及应用[D];南昌大学;2018年
7 伍声宝;连续球压痕法表征金属材料拉伸性能的研究[D];华东理工大学;2016年
8 高产;α-铁辐照损伤多尺度模拟方法研究[D];中国工程物理研究院;2018年
9 潘荣剑;基于原子尺度的锆及合金微观组织、辐照损伤的计算模拟研究[D];重庆大学;2017年
10 汤笑之;金属材料微观缺陷演化及相互作用的多尺度原子模拟[D];北京交通大学;2016年
11 王晓凯;梯度多胞金属材料的动态力学行为和多功能优化设计[D];中国科学技术大学;2013年
12 王华;硫酸盐还原菌对几种金属材料的腐蚀机理研究[D];大连理工大学;2010年
13 于洋;海岸带水深与速度势函数辨识算法的研究[D];华南理工大学;2019年
14 丁嘉峰;考虑弹—塑—热效应的离散虚内键(DVIB)断裂模拟方法研究[D];上海交通大学;2018年
15 李永歌;Lévy噪声激励下典型粗糙势函数中的随机动力学跃迁研究[D];西北工业大学;2018年
16 刘俊;新型尖晶石结构半金属材料磁电性能的第一性原理计算[D];重庆大学;2008年
17 吴凤超;金属材料动态损伤与破坏的原子尺度模拟[D];中国科学技术大学;2020年
18 李远飞;新型含高硅低活化铁素体-马氏体钢辐照损伤研究[D];中国科学院研究生院(近代物理研究所);2014年
19 雒娅楠;海洋环境中金属材料现场电化学检测及冲刷腐蚀研究[D];天津大学;2007年
20 丁孝禹;湿化学法钨基复合材料制备与辐照损伤行为研究[D];合肥工业大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 王栋;金属材料辐照损伤的动力学蒙特卡洛数值模拟程序开发及并行优化[D];大连海洋大学;2020年
2 钟达财;电化学—质谱法在金属材料分析中的应用[D];东华理工大学;2019年
3 张炜琪;金属材料冲击剪切力学性能测试方法研究[D];北京理工大学;2016年
4 蒋晓平;恒应力作用下的金属材料高温氧化性能评价方法的研究[D];上海交通大学;2016年
5 章宇;铁电金属材料LiOsO_3的第一性原理研究[D];南京大学;2019年
6 卢璐;浅析绘画金属材料在重彩画中传承与发展及对我创作之启发[D];湖北美术学院;2019年
7 汪建;多种载荷下金属材料变形与破坏机理的微观数值模拟研究[D];重庆理工大学;2019年
8 姜月月;有机-无机复合层保护金属材料在高盐环境中耐腐蚀性研究[D];上海师范大学;2019年
9 肖筱;金属材料热特性超声表征与分析系统设计[D];中北大学;2019年
10 杨金阳;金属材料力学性能试验控制系统软件的设计与实现[D];吉林大学;2019年
11 周义;金属材料在旧建筑改造中的应用研究[D];长春理工大学;2018年
12 王云飞;有限变形下三维多晶金属建模及数值模拟分析[D];西安电子科技大学;2018年
13 马继涛;金属材料在漆艺创作中的综合运用[D];福建师范大学;2017年
14 郝璐瑶;高温高压下BCC金属材料(W、Mo、Fe和Ta)力学性能的第一性原理研究[D];太原理工大学;2018年
15 陶磊;中国传统建筑营造技术中金属材料的应用探析[D];太原理工大学;2015年
16 张坤禹;金属材料的建筑应用与美学表达[D];天津大学;2012年
17 王宏伟;金属材料低温性能的研究[D];沈阳航空航天大学;2015年
18 蒋峰;明鑫金属材料有限公司竞争战略研究[D];大连理工大学;2014年
19 董国军;金属材料在杭州园林景观中的运用研究[D];浙江农林大学;2011年
20 邢少邦;金属材料锈蚀的一种新型辨识方法研究[D];深圳大学;2017年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 记者 李莹 通讯员 薄颖;集团公司金属材料价格监测与调整系统成效彰显[N];中国石油报;2020年
2 记者 龚文颖;推动金属材料工业产业迈向中高端 为稳增长和高质量发展打下坚实基础[N];广西日报;2019年
3 王讯;酒泉编制硅钒镁等重点金属材料产业发展规划[N];中国有色金属报;2018年
4 孟群;高强薄板金属材料的断裂预测模拟研究[N];世界金属导报;2018年
5 记者 杨熠 通讯员 蒋赟飞 邵蓉慧;一季度进口金属材料货值增27%[N];惠州日报;2017年
6 钛金;钛合金:具有创意魅力的金属材料[N];中国有色金属报;2017年
7 高明;日本强化金属材料竞争力的战略[N];世界金属导报;2016年
8 唐佩绵;日本金属材料冲压产业发展概要[N];世界金属导报;2016年
9 记者 吴建明 郑振忠;廖小军隋军会见佛山金属材料行业协会考察团[N];闽东日报;2013年
10 记者 刘和平 通讯员 黄欢;杭钢成为浙江省首家出口金属材料检验模式企业[N];中国冶金报;2004年
11 ;省金属材料流通协会今后五年发展目标[N];河北经济日报;2012年
12 本报记者 袁佳 李镜;湖北省金属材料流通协会钢铁流通投资分会成立大会举行[N];现代物流报;2012年
13 商联;市金属材料行业商会成立[N];保定日报;2011年
14 本报记者 代振锋;中部金属材料交易中心邀您“入席”[N];现代物流报;2011年
15 特约记者 向民贵;泸溪崛起“金属材料加工之都”[N];团结报;2010年
16 记者 张书喜;调整振兴优质金属材料产业[N];安徽日报;2010年
17 记者 方霞 通讯员 王思一;全国耐蚀金属材料学术年会在禾举行[N];嘉兴日报;2010年
18 记者 王宝同 通讯员 徐凯;华东金属材料大市场将进驻我市[N];蚌埠日报;2010年
19 金津;天津进口金属材料大幅增长[N];中国矿业报;2001年
20 潘金虎 陶雪华;金属材料进口 谨防以次充好[N];中国国门时报;2004年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978