ROBIN3
基于GPU的中子输运、燃耗计算程序
ROBIN3是上海核星核电科技有限公司基于GPU研发的新一代中子输运、燃耗计算程序。基于复杂几何的处理能力和GPU的强大算力，ROBIN3不仅能作为燃料栅格计算程序高效地产生各类燃料组件等效均匀化参数，也能通过两维全堆输运-燃耗计算产生与位置相关的反射层等效均匀化参数，从而为开展高精度反应堆堆芯分析计算相关工作提供重要支撑。
技术特征
- 几何建模方式
- 采用R-function几何布尔运算的几何建模方式
- 针对真实反应堆特点预制几何基元
- 预制多种栅元排布类型
- 共振计算：等价理论+强化中子流方法+共振干涉表
- 输运计算
- 基于平源近似的MOC
- 基于组件模块化的特征线
- 兼具CPU循环特征线并行扫描和GPU单特征线单能群并行扫描方式
- 与能群相关的特征线离散策略
- 粗、细相结合的平源区划分策略
- 输运-燃耗计算策略：线性反应率方法(LR)及对数线性反应率方法(LLR)
功能与性能
- 可同时支持命令行（CLI）和 Python API方式运行
- 采用yaml/json输入格式，采用HDF5输出格式
- 能一键转换成OpenMC模型
- 具有建模及计算结果的可视化功能
- 具有高效的计算效率
- 通过全堆两维输运燃耗计算产生特定区域中子通量能谱
- 为堆芯程序产生燃料组件均匀化参数
- 为堆芯程序产生与位置相关的反射层均匀化参数
程序验证
- C5G7两维1/4堆芯问题
- 自定义C5G7-HEX两维1/6堆芯问题
- 各种富集度的燃料组件输运-燃耗问题
- AFA3G 17x17单组件输运-燃耗问题，ROBIN3与OpenMC在整个燃耗过程中keff偏差小于200pcm
- VVER1000 TVS-2M含Gd单组件输运-燃耗问题，ROBIN3与OpenMC在整个燃耗过程中keff偏差小于200pcm
| ROBIN2 | ROBIN2-CMFD | ROBIN3 | |
|---|---|---|---|
| 内迭代次数 | 138 | 27 | 221 |
| MOC耗时（s） | 114.1 | 22.0 | 0.6 |
| 总耗时（s） | 116.2 | 28.4 | 1.1 |
C5G7-HEX两维1/6堆芯与MCNP的比较：
| Keff | 棒功率最大误差 | 里圈UO₂ | 外圈UO₂ | MOX | |
|---|---|---|---|---|---|
| MCNP | 1.09459 | 0.343 | 1.641 | 0.972 | 0.815 |
| ROBIN3 | 1.09447 | 0.348 | 1.637 | 0.974 | 0.818 |
| 偏差 | -12 pcm | 1.46% | -0.24% | 0.20% | 0.36% |
软件著作权登记号：2021SR1284138