CEA
Décomposition de domaine pour le code Monte-Carlo de nouvelle génération TRIPOLI-5 H/F
🇪🇸Roses, Catalonia, Spain3 days ago
EntryFull TimeFR
Au sein du SERMA, le Service d'Etudes des Réacteurs et de Mathématiques Appliquées de la DES, le laboratoire LTSD (Laboratoire de Transport Stochastique et Données) est en charge du développement des codes Monte-Carlo de transport de particules de la génération actuelle (TRIPOLI4) et future (TRIPOLI5).
Neutronique et physique des réacteurs
Post-doctorat
Décomposition de domaine pour le code Monte-Carlo de nouvelle génération TRIPOLI-5 H/F
La simulation Monte Carlo est la méthode de référence (« golden standard ») pour le transport de neutrons dans les systèmes nucléaires.
L'objectif de cette nouvelle génération de codes est de réaliser des calculs multi-physiques en couplant le solveur de l'équation de transport pour la densité de neutrons, les solveurs de la thermique et de la thermo-hydraulique, ainsi qu'un solveur des équations de Bateman pour l'évolution isotopique du combustible nucléaire. Ces calculs, irréalisables jusqu'à très récemment, sont aujourd'hui à notre portée grâce à l'augmentation spectaculaire de la puissance de calcul disponible.
Cela implique toutefois de nouveaux défis afin de surmonter les problèmes liés à la charge de mémoire induite par le nombre considérable données qui sont nécessaires dans les simulations multi-physiques.
Le travail post-doctoral explorera de nouvelles stratégies visant à réduire considérablement l'occupation de la mémoire et donc à rendre ces simulations viables.
12
La solution à cette limitation réside dans une « décomposition de domaine » afin de répartir les besoins en mémoire d'une simulation unique sur plusieurs nœuds de calcul. Le problème de la décomposition de domaine ne présente pas les mêmes défis ni les mêmes approches pour les méthodes déterministes et pour les simulations de Monte-Carlo. Un certain nombre de méthodes de décomposition de domaine ont été proposées dans la littérature, et quelques codes de simulation neutronique ont testé certaines implémentations.
Une première étape bibliographique du travail permettra d’identifier l'ensemble des méthodes déjà proposées et d'effectuer une première analyse des avantages et des inconvénients.
À partir de cette analyse, deux méthodes concurrentes seront proposées pour une mise en œuvre effective dans le code TRIPOLI-5.
Ces implémentations devront fonctionner sans problème avec le parallélisme à plusieurs niveaux déjà défini dans TRIPOLI-5 : mémoire partagée, mémoire distribuée et simulations indépendantes. TRIPOLI-5 est censé fonctionner avec des architectures CPU et GPU : l'architecture des deux implémentations à tester permettra de supporter plusieurs algorithmes pour des fonctionnalités similaires.
Les performances seront testées pour plusieurs configurations de benchmark et évaluées pour les deux cibles matérielles CPU et GPU.
Le travail sera proposé pour publication dans une revue à comité de lecture.
Description du poste
Le Laboratoire de Neutronique de l'IRSN a une longue expérience du développement de codes de transport neutronique Monte-Carlo à travers le code de criticité MORET, à laquelle s'ajoute la longue expérience du CEA avec le code TRIPOLI. Les encadrants cumulent de nombreuses années de R&D dans les méthodes Monte-Carlo, comme en témoigne leur nombre de publications dans le domaine.
Les travaux seront réalisés en collaboration avec l'équipe TRIPOLI-5, composée de plusieurs développeurs ayant des compétences pointues en physique, en mathématiques et en informatique, provenant à la fois de l'IRSN et du CEA. Le candidat aura accès à son propre poste de travail, au cluster local Farux de l'IRSN et aux ressources HPC du TGCC pour les CPU et les GPU.
.
Monte Carlo, TRIPOLI5
Doctorat en ingénierie ou en mathématiques appliquées, en particulier dans le domaine des simulations numériques et des méthodes de Monte Carlo.
Fontenay-aux-Roses
France, Ile-de-France, Hauts-de-Seine (92)
Fontenay-aux-Roses
Bac+8 - Doctor of philosophy (PhD)
PhD in engineering or applied mathematics, especially in the field of numerical simulation
Non
01/04/2024