{"id":3908,"date":"2022-08-31T12:04:04","date_gmt":"2022-08-31T10:04:04","guid":{"rendered":"https:\/\/fusioncat.es\/?p=3908"},"modified":"2022-08-31T12:34:21","modified_gmt":"2022-08-31T10:34:21","slug":"cttc2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fusioncat.es\/es\/noticias\/cttc2\/","title":{"rendered":"[Tech] CTTC UPC Actividades de Investigaci\u00f3n en Fusi\u00f3n relacionadas con la Computaci\u00f3n de Alto Rendimiento para CFD-MHD aplicada a procesos de enfriamiento de breeding blankets"},"content":{"rendered":"

El Centre Tecnol\u00f2gic de Transfer\u00e8ncia de Calor<\/em> (CTTC) es un centro de investigaci\u00f3n de la Universitat Polit\u00e8cnica de Catalunya (UPC) dedicado a la formulaci\u00f3n matem\u00e1tica, resoluci\u00f3n num\u00e9rica y validaci\u00f3n experimental de fen\u00f3menos de transferencia de calor y masa aplicados a la optimizaci\u00f3n t\u00e9rmica y fluidodin\u00e1mica de sistemas y equipos t\u00e9rmicos. En este sentido, el CTTC est\u00e1 participando en diferentes actividades de RIS3CAT FUSIONCAT dentro del Proyecto 2 Neutronics, la generaci\u00f3n de tritio y el ciclo de combustible operativo para las simulaciones de alta fidelidad de High Performance Computing (HPC) Computational Fluid Dynamics (CFD) de flujos de metales l\u00edquidos y dentro del Proyecto 3, dentro del reactor de fusi\u00f3n, estudios para la modelizaci\u00f3n din\u00e1mica de ciclos de potencia de CO2 <\/sub>para centrales nucleares de fusi\u00f3n.<\/p>\n

Los reactores de fusi\u00f3n nuclear tienen el potencial de proporcionar enormes cantidades de energ\u00eda libre de CO2 <\/sub>utilizando combustibles (deuterio y tritio) que est\u00e1n ampliamente disponibles y son casi inagotables. Para hacerlo, se debe producir tritio durante la reacci\u00f3n de fusi\u00f3n. Esto se hace en las denominadas breeding blankets<\/em> (BB) donde el tritio (y el helio) resultan de la interacci\u00f3n del litio y los neutrones generados en el proceso de fusi\u00f3n. En Europa, una de las opciones de dise\u00f1o para aplicaciones en reactores de potencia de fusi\u00f3n como el proyecto ITER es un BB de plomo-litio enfriado con helio.<\/p>\n

Predecir con precisi\u00f3n la interacci\u00f3n del campo magn\u00e9tico en los fluidos conductores dentro del reactor es de gran importancia en el proceso de dise\u00f1o. Las altas fuerzas de Lorentz opuestas al flujo como resultado de las corrientes inducidas deben calcularse con precisi\u00f3n para hacerlo. En el presente proyecto, se va un paso m\u00e1s all\u00e1 de los m\u00e9todos m\u00e1s avanzados para mejorar la precisi\u00f3n y la estabilidad en un c\u00f3digo num\u00e9rico recientemente desarrollado. Este c\u00f3digo se ha utilizado para predecir flujos magnetohidrodin\u00e1micos (MHD) en r\u00e9gimen turbulento, mostrando el comportamiento esperado de supresi\u00f3n de turbulencia debido a la fuerza de Lorentz en presencia de un campo magn\u00e9tico. La inclusi\u00f3n de modelos de Large-Eddy Simulation<\/em> (LES) en el c\u00f3digo permitir\u00e1 la simulaci\u00f3n de flujos MHD en reg\u00edmenes de n\u00fameros de Reynolds y Hartmann (Ha) m\u00e1s altos, lo que se busca en el dise\u00f1o de reactores de fusi\u00f3n nuclear (ver Figura 1).<\/p>\n

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Figura 1: Direct Numerical Simulation (DNS) de un fluido conductor turbulento en un conducto a Re=3000 (Reynolds bulk<\/em>), sin (izquierda: Ha=0) y con (derecha: Ha=30) presencia de campo magn\u00e9tico transversal usando una discretizaci\u00f3n symmetry-preserving<\/em>. Visualizaci\u00f3n de las estructuras del flujo utilizando el criterio-Q, los colores corresponden a la magnitud de la velocidad y las flechas corresponden con el campo de velocidades a la salida. La figura ilustra la supresi\u00f3n central del flujo, los jets en las paredes laterales, tendiendo hacia un estado de turbulencia casi-2D.<\/h6>\n
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Figura 2: Superordenadores donde se est\u00e1 probando el nuevo c\u00f3digo basado en operaciones algebraicas. El ranking<\/em> corresponde a la lista de junio de 2022 (para detalles www.top500.org<\/a>)<\/h6>\n

Adem\u00e1s, seguimos trabajando en la portabilidad eficiente del c\u00f3digo en toda la variedad de arquitecturas computacionales (CPU, GPU, ARM, MIC\u2026) que compiten en la carrera de HPC hacia la exaescala. Para hacerlo, las operaciones que conforman el algoritmo, los llamados kernels, deben ser compatibles con el paralelismo MIMD de memoria distribuida y compartida y, lo que es m\u00e1s importante, con el procesamiento en stream, que es un paradigma paralelo m\u00e1s restrictivo. En consecuencia, cuantos menos n\u00facleos tenga una aplicaci\u00f3n, m\u00e1s f\u00e1cil ser\u00e1 su portabilidad. En este momento, el rendimiento y la escalabilidad del c\u00f3digo se est\u00e1n probando en una variedad de supercomputadoras (ver Figura 2) con arquitecturas completamente diferentes en el contexto de dos proyectos PRACE en curso.<\/p>\n

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El proyecto FusionCAT con n\u00famero de expediente 001-P-001722 ha sido cofinanciado en un 50% con 1.960.963,66\u20ac por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional de la Uni\u00f3n Europea en el marco del Programa Operativo FEDER de Catalu\u00f1a 2014-2020, con el soporte de la Generalitat de Catalu\u00f1a.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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