專(zhuān)利名稱(chēng)：計(jì)算機(jī)輔助聚變堆概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)輔助的聚變堆概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
利用核聚變能是人類(lèi)最終解決能源問(wèn)題的一種重要途徑。太陽(yáng)光即是太陽(yáng)中的氫核聚變釋放出來(lái)的能量。核聚變的主要原料是海水中所蘊(yùn)藏的用之不竭的氘，其產(chǎn)物是惰性氣體氦，因此，核聚變既無(wú)原料短缺問(wèn)題亦無(wú)核廢料或核泄漏等污染問(wèn)題。氫彈即是人類(lèi)迄今成功利用核聚變能的一個(gè)例子，氫彈爆炸顯示了核聚變的巨大威力。受控核聚變就是要人為控制核聚變規(guī)模和速度，不是要瞬間爆炸，而是要持續(xù)大量地釋放能量。人類(lèi)一旦能夠擁有受控核聚變堆這種潔凈而又安全的能源，那將永遠(yuǎn)地解決了能源問(wèn)題。核聚變能源的應(yīng)用前景無(wú)比廣闊，幾十年后核聚變堆的建造、運(yùn)行和維護(hù)將成為巨大的產(chǎn)業(yè)。
由于先進(jìn)核能系統(tǒng)的工程方案沒(méi)有定型，新型聚變堆研究目前正處在多方案比較的概念設(shè)計(jì)階段，從概念設(shè)計(jì)到物理設(shè)計(jì)，再到模擬仿真和方案評(píng)估，由堆芯位形建立模型，再根據(jù)模型手工編寫(xiě)計(jì)算所需的輸入文件，計(jì)算后觀察計(jì)算結(jié)果調(diào)整模型，這是一個(gè)周而復(fù)始的、耗時(shí)、耗力的全過(guò)程，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為我們加速上述過(guò)程提供了物質(zhì)上的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種計(jì)算機(jī)輔助的聚變堆概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)及方法。
計(jì)算機(jī)輔助聚變堆概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)，是由多個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接而組成的系統(tǒng)，所述節(jié)點(diǎn)是PC機(jī)或圖形工作站，所述節(jié)點(diǎn)至少包括建模節(jié)點(diǎn)，作為和用戶(hù)的交流界面，作為整個(gè)系統(tǒng)的起點(diǎn)，負(fù)責(zé)為計(jì)算節(jié)點(diǎn)和可視化節(jié)點(diǎn)生成相應(yīng)幾何模型和物理計(jì)算模型，如有需要，接受計(jì)算節(jié)點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果，并做出相應(yīng)的處理，該節(jié)點(diǎn)由一臺(tái)PC機(jī)和建模軟件組成；可視化節(jié)點(diǎn)，對(duì)建模、計(jì)算節(jié)點(diǎn)的結(jié)果進(jìn)行各種方式的可視化，該節(jié)點(diǎn)由一臺(tái)具有立體顯示能力的圖形工作站和一臺(tái)具有分屏顯示能力的圖形工作站組成；
控制節(jié)點(diǎn)，用于控制各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的信息交流和文件傳輸，該節(jié)點(diǎn)由一臺(tái)PC機(jī)和控制軟件組成；計(jì)算節(jié)點(diǎn)，從控制節(jié)點(diǎn)接收文件和命令，進(jìn)行各種物理計(jì)算；控制節(jié)點(diǎn)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)可以按需加入或退出，系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)是柔性的。
所述的聚變堆概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于所述的計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步包括堆芯計(jì)算子節(jié)點(diǎn)，BUS計(jì)算子節(jié)點(diǎn)，MCNP計(jì)算子節(jié)點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)計(jì)算子節(jié)點(diǎn)，可以根據(jù)實(shí)際需要再加入新的計(jì)算子節(jié)點(diǎn)，各個(gè)子節(jié)點(diǎn)均由一臺(tái)PC機(jī)和相應(yīng)計(jì)算軟件組成。
所述的聚變堆概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于所述的可視化節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步由一臺(tái)具備立體顯示能力的圖形工作站，一臺(tái)立體顯示器，一套立體投影設(shè)備，包括立體投影屏幕、立體投影儀和若干幅立體眼鏡，一臺(tái)具備分屏顯示能力的圖形工作站，若干個(gè)分屏顯示器以及若干個(gè)投影儀組成。
所述的聚變堆概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)中除控制節(jié)點(diǎn)外的各個(gè)節(jié)點(diǎn)只與控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，通信采用SOCKET技術(shù)，其方式分為消息傳輸和文件傳輸兩種，控制節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)間的消息通信通過(guò)使用SOCKET傳輸一個(gè)固定結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體完成，控制節(jié)點(diǎn)和其他各節(jié)點(diǎn)間的文件傳輸，每次傳輸1K的數(shù)據(jù)包，如果文件大小大于1K，則將文件分成若干份分別發(fā)送，由接收端將接收到的數(shù)據(jù)包重新組裝成完整文件。
計(jì)算機(jī)輔助聚變堆概念設(shè)計(jì)方法，是利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和可視化技術(shù)的聚變堆概念設(shè)計(jì)方法，包括a)將聚變堆概念設(shè)計(jì)的各個(gè)階段分布到特定的節(jié)點(diǎn)(PC機(jī))上，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)；b)采用可視化技術(shù)，將概念設(shè)計(jì)的模型提供給設(shè)計(jì)者進(jìn)行觀察、漫游、比較和分析。
所述的計(jì)算機(jī)輔助聚變堆概念設(shè)計(jì)方法，其特征在于特定節(jié)點(diǎn)包括控制節(jié)點(diǎn)，建模節(jié)點(diǎn)，計(jì)算節(jié)點(diǎn)和可視化節(jié)點(diǎn)，所述控制節(jié)點(diǎn)，建模節(jié)點(diǎn)，計(jì)算節(jié)點(diǎn)是PC機(jī)，可視化節(jié)點(diǎn)是圖形工作站，通過(guò)控制節(jié)點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，并利用可視化手段來(lái)觀察、對(duì)比設(shè)計(jì)方案，從而加速聚變堆概念設(shè)計(jì)的過(guò)程，使得一個(gè)人在控制節(jié)點(diǎn)就可以完成一次聚變堆的概念設(shè)計(jì)，控制節(jié)點(diǎn)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)可以按需加入或退出，系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)是柔性的，計(jì)算節(jié)點(diǎn)包括堆芯計(jì)算子節(jié)點(diǎn)，BUS計(jì)算子節(jié)點(diǎn)，MCNP計(jì)算子節(jié)點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)計(jì)算子節(jié)點(diǎn)，并可以根據(jù)設(shè)計(jì)過(guò)程的需要再加入新的計(jì)算子節(jié)點(diǎn)。
所述的計(jì)算機(jī)輔助聚變堆概念設(shè)計(jì)方法，其特征在于首先堆芯計(jì)算節(jié)點(diǎn)根據(jù)物理領(lǐng)域?qū)＜医o定的物理參數(shù)(線(xiàn)圈電流、線(xiàn)圈匝數(shù)等)計(jì)算出確定包層結(jié)構(gòu)的四個(gè)幾何參數(shù)；然后由建模節(jié)點(diǎn)根據(jù)四個(gè)幾何參數(shù)以及初步的參數(shù)設(shè)置自動(dòng)生成包層的幾何模型，同時(shí)建模節(jié)點(diǎn)由BUS程序的計(jì)算選項(xiàng)自動(dòng)生成BUS計(jì)算模型；BUS計(jì)算節(jié)點(diǎn)得到BUS計(jì)算模型后進(jìn)行一維的中子物理輸運(yùn)計(jì)算，對(duì)模型有一個(gè)初步的確定與調(diào)整，同時(shí)將調(diào)整的參數(shù)結(jié)果反饋到建模節(jié)點(diǎn)，由建模節(jié)點(diǎn)重新建模得到較合理的模型；建模節(jié)點(diǎn)由MCNP程序的計(jì)算選項(xiàng)和BUS計(jì)算節(jié)點(diǎn)反饋得到的較合理模型自動(dòng)生成MCNP計(jì)算模型，MCNP計(jì)算節(jié)點(diǎn)得到MCNP計(jì)算模型后進(jìn)行三維的中子物理輸運(yùn)計(jì)算，對(duì)模型進(jìn)行了精確的三維分析得到相關(guān)的物理參數(shù)結(jié)果；經(jīng)濟(jì)性評(píng)估節(jié)點(diǎn)根據(jù)已設(shè)計(jì)出的模型和相關(guān)缺省參數(shù)對(duì)整個(gè)托卡馬克裝置作了經(jīng)濟(jì)性方面的評(píng)價(jià)，得到了一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)COE(Cost of energy)供領(lǐng)域?qū)＜覅⒖?；最后，模型的結(jié)果、BUS計(jì)算結(jié)果和MCNP計(jì)算結(jié)構(gòu)都可以在可視化節(jié)點(diǎn)中得到顯示，通過(guò)可視化節(jié)點(diǎn)對(duì)模型結(jié)果及物理計(jì)算結(jié)果的分屏顯示，物理領(lǐng)域?qū)＜腋庇^地對(duì)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)從而提出修改意見(jiàn)最終完成托卡馬克的概念設(shè)計(jì)；在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中控制節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)了系統(tǒng)中所有其它節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)通信以及控制流程。
所述的計(jì)算機(jī)輔助聚變堆概念設(shè)計(jì)方法，其特征在于，采用的可視化手段包括立體可視化和分屏可視化，采用立體可視化手段，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行漫游，采用分屏可視化手段，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)不同的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析和比較。
所述的計(jì)算機(jī)輔助聚變堆概念設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述的建模節(jié)點(diǎn)的功能進(jìn)一步包括c)保存默認(rèn)參數(shù)功能和接受用戶(hù)輸入(修改)參數(shù)，參數(shù)包括堆芯輸入?yún)?shù)，堆芯計(jì)算節(jié)點(diǎn)的返回文件，幾何模型參數(shù)，材料參數(shù)(每個(gè)部件對(duì)應(yīng)的材料份額)，計(jì)算選項(xiàng)(用于生成各個(gè)計(jì)算模型)和源項(xiàng)；d)使用自動(dòng)參數(shù)化建模，根據(jù)幾何模型參數(shù)生成幾何模型；e)設(shè)置材料模型；f)生成BUS計(jì)算模型，即BUS計(jì)算節(jié)點(diǎn)的輸入文件；g)根據(jù)BUS優(yōu)化結(jié)果，調(diào)整模型；h)根據(jù)幾何模型及材料信息自動(dòng)生成MCNP計(jì)算模型，即MCNP計(jì)算節(jié)點(diǎn)的輸入文件；i)生成經(jīng)濟(jì)計(jì)算模型，即經(jīng)濟(jì)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的輸入文件；j)生成可視化數(shù)據(jù)，VRML文件；所述的堆芯計(jì)算子節(jié)點(diǎn)的功能為接收建模節(jié)點(diǎn)生成的計(jì)算模型，利用堆芯計(jì)算優(yōu)化程序COS，根據(jù)約束條件產(chǎn)生4個(gè)主要堆芯參數(shù)的預(yù)期值，并根據(jù)預(yù)期值，確定堆芯計(jì)算輸入?yún)?shù)，經(jīng)過(guò)搜索優(yōu)化，最終得出堆芯計(jì)算程序EQ的輸入?yún)?shù)，即線(xiàn)圈位置及線(xiàn)圈中電流，并根據(jù)輸入?yún)?shù)確定4個(gè)堆芯參數(shù)的準(zhǔn)確值，提供給建模節(jié)點(diǎn)；所述的BUS計(jì)算子節(jié)點(diǎn)的功能為接收建模節(jié)點(diǎn)生成的計(jì)算模型，利用基于多維粒子輸運(yùn)的多功能燃耗計(jì)算程序BUS對(duì)模型的材料進(jìn)行優(yōu)化，并返回BUS計(jì)算結(jié)果和優(yōu)化結(jié)果，優(yōu)化結(jié)果中包括對(duì)模型四個(gè)主要參數(shù)的優(yōu)化和對(duì)模型材料的優(yōu)化，同時(shí)，建模節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)BUS計(jì)算節(jié)點(diǎn)返回的優(yōu)化結(jié)果對(duì)模型進(jìn)行重建；所述的MCNP計(jì)算子節(jié)點(diǎn)的功能為收建模節(jié)點(diǎn)生成的計(jì)算模型，并利用大型蒙特卡羅中子、光子和電子輸運(yùn)仿真程序MCNP進(jìn)行計(jì)算，系統(tǒng)主要關(guān)心的計(jì)算結(jié)果為中子通量；所述的經(jīng)濟(jì)計(jì)算子節(jié)點(diǎn)的功能為收建模節(jié)點(diǎn)生成的計(jì)算模型，使用反應(yīng)堆經(jīng)濟(jì)計(jì)算程序SYSCOAST計(jì)算出直接成本、間接成本及反應(yīng)堆相關(guān)費(fèi)用，結(jié)果提供給可視化節(jié)點(diǎn)。
所述的可視化節(jié)點(diǎn)的一般功能進(jìn)一步分為k)對(duì)模型進(jìn)行進(jìn)行放大/縮小、任意角度旋轉(zhuǎn)、平移等操作；l)手工/自動(dòng)進(jìn)行漫游；m)立體顯示器顯示立體圖像；立體投影儀在投影屏幕上顯示立體圖象，供佩戴立體眼鏡的設(shè)計(jì)人員觀察；四個(gè)分屏顯示器可以顯示相同或不同的內(nèi)容；四個(gè)投影儀將四個(gè)分屏顯示器的圖象投影倒墻上；n)預(yù)設(shè)保存四次結(jié)果，在立體顯示器和四個(gè)分屏顯示器上(或是是在立體屏幕和四個(gè)投影儀上)可以分別顯示同次/不同次、同內(nèi)容/不同內(nèi)容的可視化信息；o)通過(guò)在立體顯示器上的可視化操作，可以同步控制其四個(gè)分屏顯示器的可視化；p)通過(guò)對(duì)立體屏幕上的可視化操作，可以同步控制四個(gè)投影儀的可視化。
所述的聚變堆概念設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述的可視化節(jié)點(diǎn)的可視化內(nèi)容包括建?？梢暬⒍研居?jì)算可視化，BUS計(jì)算可視化與MCNP計(jì)算可視化四部分q)建?？梢暬？梢暬ā舳啻谓＝Y(jié)果分別在立體顯示器和四個(gè)分屏顯示器上(或是是在立體屏幕和四個(gè)投影儀上)顯示，進(jìn)行對(duì)比分析，◆按不同零件對(duì)模型加以顯示，◆對(duì)零件進(jìn)行透明/不透明顯示，
◆模型顯示為本身的顏色，◆對(duì)模型進(jìn)行三維空間任意切割，r)堆芯計(jì)算可視化堆芯計(jì)算可視化包括◆根據(jù)四個(gè)幾何參數(shù)顯示等離子體放電位形，◆根據(jù)線(xiàn)圈位置顯示線(xiàn)圈，s)BUS計(jì)算可視化BUS計(jì)算可視化包括◆在四個(gè)分屏上顯示原BUS系統(tǒng)的可視化內(nèi)容，◆在立體顯示屏實(shí)現(xiàn)能群(Energy Group)-能譜(Energy Spectrum)-網(wǎng)格號(hào)(MeshNumber)的三維可視化，◆BUS優(yōu)化曲線(xiàn)可視化，◆分為計(jì)算同步可視化與計(jì)算結(jié)果可視化，計(jì)算同步可視化在BUS計(jì)算的同時(shí)進(jìn)行可視化，計(jì)算結(jié)果可視化在BUS計(jì)算結(jié)束后對(duì)最終結(jié)果進(jìn)行可視化，◆多次BUS計(jì)算結(jié)果分別在立體顯示器和四個(gè)分屏顯示器上(或是是在立體屏幕和四個(gè)投影儀上)顯示，進(jìn)行對(duì)比分析，◆在屏幕右上角顯示可視化的內(nèi)容，t)MCNP計(jì)算可視化MCNP計(jì)算可視化包括◆進(jìn)行計(jì)算結(jié)果與原模型的疊加，計(jì)算結(jié)果包括柵元的通量、計(jì)算誤差和多個(gè)能譜范圍，◆設(shè)置10個(gè)顏色范圍，根據(jù)數(shù)值到顏色的映射，顯示各個(gè)柵元的顏色，◆在屏幕的右上角顯示可視化內(nèi)容，◆屏幕的右邊顯示零件名稱(chēng)，◆材料信息的可視化，根據(jù)不同的材料，對(duì)應(yīng)零件的不同顏色，◆任意平面切割模型，精確顯示模型內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以分別在四個(gè)屏幕顯示不同的模型剖面，◆可以按零件顯示模型，為了便于觀察可以設(shè)置透明零件，◆多次MCNP計(jì)算結(jié)果分別在立體顯示器和四個(gè)分屏顯示器上(或是是在立體屏幕和四個(gè)投影儀上)個(gè)顯示屏上顯示，進(jìn)行對(duì)比分析。
所述的聚變堆概念設(shè)計(jì)方法，其特征在于系統(tǒng)有自動(dòng)和手工兩種設(shè)計(jì)方式，在自動(dòng)方式下，系統(tǒng)可以自動(dòng)完成一個(gè)初步設(shè)計(jì)周期；在手工方式下，設(shè)計(jì)人員可以控制設(shè)計(jì)流程。
各個(gè)節(jié)點(diǎn)在位置上不需要鄰近，由于internet的存在，只要一臺(tái)計(jì)算機(jī)能夠與控制節(jié)點(diǎn)建立連接，就可以作為系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)運(yùn)行。
其中各個(gè)節(jié)點(diǎn)都通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與控制節(jié)點(diǎn)連接，系統(tǒng)由控制節(jié)點(diǎn)完成各個(gè)節(jié)點(diǎn)的消息傳遞和文件傳輸。
節(jié)點(diǎn)說(shuō)明建模節(jié)點(diǎn)建模節(jié)點(diǎn)是用于生成幾何模型和物理計(jì)算模型的節(jié)點(diǎn)。建模節(jié)點(diǎn)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，充當(dāng)了下列三個(gè)角色1.作為和用戶(hù)的交流界面，保存系統(tǒng)的默認(rèn)參數(shù)和接受用戶(hù)的輸入；2.作為整個(gè)系統(tǒng)的起點(diǎn)，負(fù)責(zé)為計(jì)算節(jié)點(diǎn)和可視化節(jié)點(diǎn)生成相應(yīng)計(jì)算模型，如有需要，接受計(jì)算節(jié)點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果，并做出相應(yīng)的處理；3.作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)組織和控制整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行序列；建模節(jié)點(diǎn)功能如下1.保存默認(rèn)參數(shù)功能和接受用戶(hù)輸入(修改)參數(shù)的功能，參數(shù)包括a)堆芯輸入?yún)?shù)i.聚變(中子)功率ii.中子壁負(fù)載iii.環(huán)徑比iv.三角變形b)堆芯計(jì)算節(jié)點(diǎn)的返回文件i.幾何參數(shù)文件parameterOfCore.datii.pfc線(xiàn)圈參數(shù)文件pfc.datc)幾何模型參數(shù)i.大半徑ii.小半徑iii.三角變形iv.拉長(zhǎng)比d)材料參數(shù)，每個(gè)部件對(duì)應(yīng)的材料份額
e)計(jì)算選項(xiàng)，用于生成各個(gè)計(jì)算模型i.堆芯計(jì)算選項(xiàng)ii.BUS計(jì)算選項(xiàng)iii.MCNP計(jì)算選項(xiàng)iv.經(jīng)濟(jì)計(jì)算選項(xiàng)f)源項(xiàng)i.中子壁負(fù)載(用戶(hù)輸入)ii.源的能量分布(用戶(hù)輸入)iii.源的幾何分布(從幾何模型中提取)2.使用自動(dòng)參數(shù)化建模，根據(jù)幾何模型參數(shù)生成幾何模型3.設(shè)置材料模型4.生成BUS計(jì)算模型，即BUS計(jì)算節(jié)點(diǎn)的輸入文件5.根據(jù)BUS優(yōu)化結(jié)果，調(diào)整模型，優(yōu)化選項(xiàng)包括a)幾何模型b)材料信息c)源項(xiàng)優(yōu)化項(xiàng)i.源強(qiáng)ii.源的能量分布6.根據(jù)幾何模型及材料信息自動(dòng)生成MCNP計(jì)算模型，即MCNP計(jì)算節(jié)點(diǎn)的輸入文件7.生成經(jīng)濟(jì)計(jì)算模型，即經(jīng)濟(jì)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的輸入文件8.生成可視化數(shù)據(jù)，VRML文件計(jì)算節(jié)點(diǎn)堆芯計(jì)算節(jié)點(diǎn)功能堆芯計(jì)算優(yōu)化程序COS，是在堆芯計(jì)算程序EQ的基礎(chǔ)上，利用遺傳算法和可行解搜索法，增加了對(duì)堆芯輸入?yún)?shù)的搜索優(yōu)化。
本系統(tǒng)中，COS計(jì)算節(jié)點(diǎn)接收建模節(jié)點(diǎn)生成的堆芯計(jì)算模型，根據(jù)約束條件產(chǎn)生4個(gè)主要堆芯參數(shù)的預(yù)期值并根據(jù)預(yù)期值，確定堆芯計(jì)算輸入?yún)?shù)；經(jīng)過(guò)搜索優(yōu)化，最終得出EQ的輸入?yún)?shù)線(xiàn)圈位置及線(xiàn)圈中電流，并根據(jù)輸入?yún)?shù)確定4個(gè)堆芯參數(shù)的準(zhǔn)確值，提供給建模節(jié)點(diǎn)。BUS計(jì)算節(jié)點(diǎn)BUS是基于多維粒子輸運(yùn)的多功能燃耗計(jì)算程序，是在BISONC的基礎(chǔ)上增加了輸入數(shù)據(jù)庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出模塊、可視化模塊和優(yōu)化模塊并做了很大的修改而得到的。BUS計(jì)算程序?qū)Ψ磻?yīng)堆的物理性能研究具有重要意義。
本系統(tǒng)中，BUS計(jì)算節(jié)點(diǎn)接收建模節(jié)點(diǎn)生成的BUS計(jì)算模型，對(duì)模型的材料進(jìn)行優(yōu)化，并返回BUS計(jì)算結(jié)果和優(yōu)化結(jié)果，優(yōu)化結(jié)果中包括對(duì)模型四個(gè)主要參數(shù)的優(yōu)化和對(duì)模型材料的優(yōu)化。建模節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)BUS計(jì)算節(jié)點(diǎn)返回的優(yōu)化結(jié)果對(duì)模型進(jìn)行重建。
MCNP計(jì)算子節(jié)點(diǎn)MCNP是美國(guó)Los Alamos實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用理論物理部的蒙特卡羅小組研制的大型蒙特卡羅中子、光子和電子輸運(yùn)仿真程序，MCNP使用了蒙特卡羅方法來(lái)進(jìn)行計(jì)算，蒙特卡羅方法又稱(chēng)隨機(jī)模擬方法或統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方法，是物理學(xué)研究中計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)的一種方法，它通過(guò)不斷產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)序列來(lái)模擬過(guò)程。目前MCNP已經(jīng)在輻射探測(cè)、反應(yīng)堆物理、醫(yī)學(xué)物理、地質(zhì)物理等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，自然在反應(yīng)堆數(shù)據(jù)模擬和仿真計(jì)算中充當(dāng)重要的角色。本系統(tǒng)中，MCNP計(jì)算節(jié)點(diǎn)接收建模節(jié)點(diǎn)生成的MCNP計(jì)算模型并進(jìn)行計(jì)算，系統(tǒng)主要關(guān)心的計(jì)算結(jié)果為中子通量。
經(jīng)濟(jì)計(jì)算子節(jié)點(diǎn)聚變能經(jīng)濟(jì)學(xué)主要進(jìn)行聚變、混合堆等各種先進(jìn)核能系統(tǒng)需求的經(jīng)濟(jì)性分析與評(píng)估，為制定其發(fā)展規(guī)劃提供科學(xué)的定量依據(jù)。其主要任務(wù)是1.制訂聚變能發(fā)展規(guī)劃與需求的經(jīng)濟(jì)性論證。經(jīng)濟(jì)性是發(fā)展聚變能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。
從可持續(xù)性與經(jīng)濟(jì)性分析，與化石能源、可再生能源與裂變能源比較，制定聚變能發(fā)展規(guī)劃與進(jìn)行需求分析。
2.總成本系統(tǒng)分析(構(gòu)件)直接成本、間接成本、應(yīng)急費(fèi)用和與時(shí)間相關(guān)的費(fèi)用，以及這些子系統(tǒng)的構(gòu)件；3.敏感性分析研究對(duì)總成本影響最大的物理參數(shù)與技術(shù)參數(shù)；4.單位電成本分析在一定額定輸出功率條件下，比較各種反應(yīng)堆發(fā)電站的電成本，以及與其他電站(化石發(fā)電站、可再生能源發(fā)電站)電成本的比較；5.優(yōu)化分析a)約束條件滿(mǎn)足一定的物理參數(shù)與技術(shù)參數(shù)約束；b)目標(biāo)函數(shù)最小化電成本c)尋求使得電成本最小的最優(yōu)可行的物理參數(shù)與技術(shù)參數(shù)。
經(jīng)濟(jì)計(jì)算節(jié)點(diǎn)接收建模節(jié)點(diǎn)生成的經(jīng)濟(jì)計(jì)算模型，使用反應(yīng)堆經(jīng)濟(jì)計(jì)算程序SYSCOAST計(jì)算出直接成本、間接成本及反應(yīng)堆相關(guān)費(fèi)用，結(jié)果提供給可視化節(jié)點(diǎn)。
可視化節(jié)點(diǎn)可視化節(jié)點(diǎn)由一臺(tái)具備立體顯示能力的圖形工作站，一臺(tái)立體顯示器，一套立體投影設(shè)備(立體投影屏幕、立體投影儀和10幅立體眼鏡)，一臺(tái)具備分屏顯示能力的圖形工作站，4個(gè)分屏顯示器以及4個(gè)投影儀組成，該節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)對(duì)建模、計(jì)算節(jié)點(diǎn)的結(jié)果進(jìn)行可視化，為領(lǐng)域?qū)＜覍?duì)聚變堆概念設(shè)計(jì)結(jié)果的研究提供方便。
一般功能◆可以進(jìn)行放大/縮小、任意角度旋轉(zhuǎn)、平移等操作。
◆可以手工/自動(dòng)進(jìn)行漫游。
◆立體顯示器顯示立體圖像；立體投影儀在投影屏幕上顯示立體圖象，供佩戴立體眼鏡的設(shè)計(jì)人員觀察；四個(gè)分屏顯示器可以顯示相同或不同的內(nèi)容；四個(gè)投影儀將四個(gè)分屏顯示器的圖象投影倒墻上。
◆預(yù)設(shè)保存四次結(jié)果，在立體顯示器和四個(gè)分屏顯示器上(或是是在立體屏幕和四個(gè)投影儀上)可以分別顯示同次/不同次、同內(nèi)容/不同內(nèi)容的可視化信息。
◆通過(guò)在立體顯示器上的可視化操作，可以同步控制其四個(gè)分屏顯示器的可視化◆通過(guò)對(duì)立體屏幕上的可視化操作，可以同步控制四個(gè)投影儀的可視化可視化節(jié)點(diǎn)可以分為建?？梢暬?、堆芯計(jì)算可視化，BUS計(jì)算可視化與MCNP計(jì)算可視化四部分建?？梢暬舳啻谓＝Y(jié)果可以分別在立體顯示器和四個(gè)分屏顯示器上(或是是在立體屏幕和四個(gè)投影儀上)顯示，進(jìn)行對(duì)比分析◆按不同零件對(duì)模型加以顯示◆對(duì)零件進(jìn)行透明/不透明顯示◆模型顯示為本身的顏色◆對(duì)模型進(jìn)行三維空間任意切割堆芯計(jì)算可視化◆根據(jù)四個(gè)幾何參數(shù)顯示等離子體放電位形◆根據(jù)線(xiàn)圈位置顯示線(xiàn)圈BUS計(jì)算可視化
◆主要利用BUS系統(tǒng)的可視化功能，在四個(gè)分屏上顯示原BUS系統(tǒng)的可視化內(nèi)容。
◆在立體顯示屏實(shí)現(xiàn)能群(Energy Group)-能譜(Energy Spectrum)-網(wǎng)格號(hào)(MeshNumber)的三維可視化◆BUS優(yōu)化曲線(xiàn)可視化◆可以分為計(jì)算同步可視化與計(jì)算結(jié)果可視化，計(jì)算同步可視化在BUS計(jì)算的同時(shí)進(jìn)行可視化，計(jì)算結(jié)果可視化在BUS計(jì)算結(jié)束后對(duì)最終結(jié)果進(jìn)行可視化。
◆多次BUS計(jì)算結(jié)果可以分別在立體顯示器和四個(gè)分屏顯示器上(或是是在立體屏幕和四個(gè)投影儀上)顯示，進(jìn)行對(duì)比分析。
◆在屏幕右上角顯示可視化的內(nèi)容(如可視化的參數(shù)名稱(chēng)等)MCNP計(jì)算可視化◆可以進(jìn)行計(jì)算結(jié)果與原模型的疊加，目前的計(jì)算結(jié)果包括柵元的通量、計(jì)算誤差和多個(gè)能譜范圍，以后可以增加。
◆設(shè)置10個(gè)顏色范圍(紅->藍(lán))，根據(jù)數(shù)值到顏色的映射，顯示各個(gè)柵元的顏色。
◆在屏幕的右上角顯示可視化內(nèi)容(通量、計(jì)算誤差和能譜)。
◆屏幕的右邊顯示零件名稱(chēng)。
◆材料信息的可視化，根據(jù)不同的材料，對(duì)應(yīng)零件的不同顏色。
◆任意平面切割模型，精確顯示模型內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以分別在四個(gè)屏幕顯示不同的模型剖面。
◆可以按零件顯示模型，為了便于觀察可以設(shè)置透明零件。
◆多次MCNP計(jì)算結(jié)果可以分別在立體顯示器和四個(gè)分屏顯示器上(或是是在立體屏幕和四個(gè)投影儀上)個(gè)顯示屏上顯示，進(jìn)行對(duì)比分析。
系統(tǒng)通信方法除控制節(jié)點(diǎn)外的各個(gè)節(jié)點(diǎn)只與控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，通信采用SOCKET技術(shù)，其方式分為消息傳輸和文件傳輸兩種。
控制節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)間的通信通過(guò)使用SOCKET傳輸一個(gè)固定結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體完成，與可視化節(jié)點(diǎn)通信所用的結(jié)構(gòu)體定義如下信息


控制節(jié)點(diǎn)與計(jì)算節(jié)點(diǎn)以及建模節(jié)點(diǎn)的通信同樣使用SOCKET傳輸一個(gè)固定的結(jié)構(gòu)體完成，與計(jì)算、建模節(jié)點(diǎn)通信所用的結(jié)構(gòu)體定義如下


文件系統(tǒng)中控制節(jié)點(diǎn)和其他各節(jié)點(diǎn)間使用SOCKET傳輸文件，每次傳輸1K的數(shù)據(jù)包，如果文件大小大于1K，則將文件分成若干份分別發(fā)送，由接收端將接收到的數(shù)據(jù)包重新組裝成完整文件。
系統(tǒng)運(yùn)行流程本計(jì)算機(jī)輔助聚變堆概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)的運(yùn)行流程，就是一次聚變堆概念設(shè)計(jì)的過(guò)程。每一次概念設(shè)計(jì)都是一次十分復(fù)雜的過(guò)程，既需要重新寫(xiě)出物理計(jì)算模型，又要調(diào)用計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算、根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接將聚變堆概念設(shè)計(jì)過(guò)程中的各個(gè)功能節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)，通過(guò)控制節(jié)點(diǎn)對(duì)其統(tǒng)一管理，并利用立體、分屏的可視化手段來(lái)觀察、對(duì)比設(shè)計(jì)方案，從而加速聚變堆概念設(shè)計(jì)的過(guò)程，使得一個(gè)人在控制節(jié)點(diǎn)就可以完成一次聚變堆的概念設(shè)計(jì)。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為系統(tǒng)輸入界面。
圖3為模型的結(jié)果圖。
圖4為BUS計(jì)算結(jié)果可視化的參數(shù)設(shè)置界面。
圖5為BUS計(jì)算結(jié)果可視化圖。
圖6為MCNP計(jì)算結(jié)果可視化設(shè)置界面。
圖7為MCNP計(jì)算結(jié)果可視化(四屏設(shè)置)。
圖8為經(jīng)濟(jì)計(jì)算結(jié)果可視化。
圖9為建模節(jié)點(diǎn)運(yùn)行流程圖。
圖10為堆芯計(jì)算節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行流程圖。
圖11為可視化節(jié)點(diǎn)運(yùn)行流程圖。
圖12是本發(fā)明涉及的系統(tǒng)運(yùn)行流程圖。
實(shí)施方式圖1是本發(fā)明的計(jì)算機(jī)輔助托卡馬克概念設(shè)計(jì)方法及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。本實(shí)施例采用了全自動(dòng)的方式對(duì)托卡馬克概念設(shè)計(jì)中包層模塊進(jìn)行完整的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)包括了7個(gè)部分，分別說(shuō)明如下●總控節(jié)點(diǎn)作為整個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)器，負(fù)責(zé)所有節(jié)點(diǎn)間的文件傳輸，同時(shí)作為可視化節(jié)點(diǎn)的參數(shù)控制臺(tái)。
●堆芯計(jì)算節(jié)點(diǎn)作為整個(gè)系統(tǒng)的源頭，通過(guò)堆芯計(jì)算，得到包層建模所需要的四個(gè)幾何參數(shù)大半徑、小半徑、三角變形、拉長(zhǎng)比及其它相關(guān)參數(shù)如線(xiàn)圈位置等。
●建模節(jié)點(diǎn)作為和用戶(hù)的交流界面，保存系統(tǒng)的默認(rèn)參數(shù)和接受用戶(hù)的輸入；根據(jù)堆芯計(jì)算節(jié)點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果，負(fù)責(zé)為系統(tǒng)中其它節(jié)點(diǎn)(BUS計(jì)算節(jié)點(diǎn)、MCNP計(jì)算節(jié)點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)分析節(jié)點(diǎn)、可視化節(jié)點(diǎn))生成相應(yīng)計(jì)算模型，如有需要，接受計(jì)算節(jié)點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果，并做出相應(yīng)的處理；●BUS計(jì)算節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)控制BUS計(jì)算程序的運(yùn)行，從總控節(jié)點(diǎn)獲得BUS計(jì)算模型并發(fā)送BUS計(jì)算結(jié)果；●MCNP計(jì)算節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)控制MCNP計(jì)算程序的運(yùn)行，從總控節(jié)點(diǎn)獲得MCNP計(jì)算模型并發(fā)送MCNP計(jì)算結(jié)果；●經(jīng)濟(jì)性評(píng)估節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)控制經(jīng)濟(jì)分析程序的運(yùn)行，從總控節(jié)點(diǎn)獲得經(jīng)濟(jì)計(jì)算模型并發(fā)送經(jīng)濟(jì)計(jì)算結(jié)果；●可視化節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)相關(guān)數(shù)據(jù)的可視化，這些數(shù)據(jù)包括BUS計(jì)算結(jié)果，MCNP計(jì)算結(jié)果，建模后的模型、材料的可視化及經(jīng)濟(jì)計(jì)算結(jié)果；系統(tǒng)的整個(gè)工作流程首先堆芯計(jì)算節(jié)點(diǎn)根據(jù)物理領(lǐng)域?qū)＜医o定的物理參數(shù)(線(xiàn)圈電流、線(xiàn)圈匝數(shù)等)計(jì)算出確定包層結(jié)構(gòu)的四個(gè)幾何參數(shù)；然后由建模節(jié)點(diǎn)根據(jù)四個(gè)幾何參數(shù)以及初步的參數(shù)設(shè)置自動(dòng)生成包層的幾何模型，同時(shí)建模節(jié)點(diǎn)由BUS程序的計(jì)算選項(xiàng)自動(dòng)生成BUS計(jì)算模型；BUS計(jì)算節(jié)點(diǎn)得到BUS計(jì)算模型后進(jìn)行一維的中子物理輸運(yùn)計(jì)算，對(duì)模型有一個(gè)初步的確定與調(diào)整，同時(shí)將調(diào)整的參數(shù)結(jié)果反饋到建模節(jié)點(diǎn)，由建模節(jié)點(diǎn)重新建模得到較合理的模型；建模節(jié)點(diǎn)由MCNP程序的計(jì)算選項(xiàng)和BUS計(jì)算節(jié)點(diǎn)反饋得到的較合理模型自動(dòng)生成MCNP計(jì)算模型，MCNP計(jì)算節(jié)點(diǎn)得到MCNP計(jì)算模型后進(jìn)行三維的中子物理輸運(yùn)計(jì)算，對(duì)模型進(jìn)行了精確的三維分析得到相關(guān)的物理參數(shù)結(jié)果；經(jīng)濟(jì)性評(píng)估節(jié)點(diǎn)根據(jù)已設(shè)計(jì)出的模型和相關(guān)缺省參數(shù)對(duì)整個(gè)托卡馬克裝置作了經(jīng)濟(jì)性方面的評(píng)價(jià)，得到了一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)COE(Cost of energy)供領(lǐng)域?qū)＜覅⒖?；最后，模型的結(jié)果、BUS計(jì)算結(jié)果和MCNP計(jì)算結(jié)構(gòu)都可以在可視化節(jié)點(diǎn)中得到顯示，通過(guò)可視化節(jié)點(diǎn)對(duì)模型結(jié)果及物理計(jì)算結(jié)果的分屏顯示，物理領(lǐng)域?qū)＜腋庇^地對(duì)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)從而提出修改意見(jiàn)最終完成托卡馬克的概念設(shè)計(jì)；在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中控制節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)了系統(tǒng)中所有其它節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)通信以及控制流程。系統(tǒng)的整個(gè)流程具體可分為以下幾個(gè)步驟1.參數(shù)輸入用戶(hù)輸入此次FDS集成系統(tǒng)的初始參數(shù)(建模節(jié)點(diǎn))在建模節(jié)點(diǎn)設(shè)置參數(shù)，參數(shù)包括以下幾點(diǎn)，圖2為輸入界面圖堆芯參數(shù)聚變(中子)功率、中子壁負(fù)載、環(huán)徑比和三角變形；幾何參數(shù)唯一確定包層幾何模型的四個(gè)參數(shù)，大半徑、小半徑、拉長(zhǎng)比和三角變形；材料模型確定包層各個(gè)部件的材料，指定材料名稱(chēng)；源項(xiàng)確定中子計(jì)算中“源”的相關(guān)信息；BUS計(jì)算選項(xiàng)確定BUS計(jì)算模型所需要的缺省設(shè)置文件；BUS優(yōu)化選項(xiàng)確定BUS計(jì)算程序優(yōu)化部分的設(shè)置文件；MCNP計(jì)算選項(xiàng)確定MCNP計(jì)算模型所需要的缺省設(shè)置文件；經(jīng)濟(jì)計(jì)算選項(xiàng)確定經(jīng)濟(jì)計(jì)算模型所需要的缺省設(shè)置文件；2.確定幾何參數(shù)根據(jù)堆芯參數(shù)計(jì)算出幾何參數(shù)(堆芯計(jì)算節(jié)點(diǎn))由第1步中已輸入的堆芯參數(shù)，堆芯計(jì)算結(jié)點(diǎn)會(huì)計(jì)算出建模節(jié)點(diǎn)所需要的正確的四個(gè)幾何參數(shù)大半徑、小半徑、拉長(zhǎng)比和三角變形。將計(jì)算結(jié)果存放在幾何參數(shù)文件parameterOfCore.dat和pfc線(xiàn)圈參數(shù)文件pfc.dat中并傳送給控制節(jié)點(diǎn)。
3.創(chuàng)建模型根據(jù)幾何參數(shù)和材料模型創(chuàng)建模型(建模節(jié)點(diǎn))在建模節(jié)點(diǎn)建立模型，模型包括幾何和材料部分，即完整的包層設(shè)計(jì)模型，具有三維幾何模型和相應(yīng)的材料信息，圖3顯示了模型的結(jié)果圖。同時(shí)將所有模型文件傳輸?shù)娇偪毓?jié)點(diǎn)，以便以后其它節(jié)點(diǎn)的使用，文件包括模型的所有VRML文件、柵元部件對(duì)應(yīng)關(guān)系文件Cell_Part.dat和柵元材料對(duì)應(yīng)關(guān)系文件MatOfCelllist.dat。
創(chuàng)建模型的主程序?yàn)镸CAM，但在建立原始幾何模型時(shí)使用了AutoCAD二次開(kāi)發(fā)程序echoblanket.arx，在MCAM中將echoblanket.arx生成的模型文件轉(zhuǎn)化為GeometryModel.mca文件，具體對(duì)模型的操作在MCAM中而不是AutoCAD。
4.觀察模型，如果不滿(mǎn)意則跳到“參數(shù)輸入”步驟(建模節(jié)點(diǎn))模型產(chǎn)生后在MCAM程序界面中觀察模型，如果對(duì)模型不滿(mǎn)意可以跳到第2步，修改它的幾何參數(shù)和材料模型；當(dāng)對(duì)模型基本滿(mǎn)意后，同時(shí)可以在零件級(jí)局部修改包層模型中實(shí)體的材料(通過(guò)MCAM左側(cè)的樹(shù)型控件，選擇需要修改的組，可以修改一個(gè)部件的材料)，對(duì)模型作小范圍的改動(dòng)。
5.模型的可視化(總控節(jié)點(diǎn)、可視化節(jié)點(diǎn))在總控節(jié)點(diǎn)設(shè)置可視化的相關(guān)參數(shù)(選擇可視化序號(hào)、需要透明/不透明顯示的部件、如果需要對(duì)模型進(jìn)行切割可以設(shè)置剪切平面的法向量，選擇是否需要立體屏與四個(gè)分屏同步控制)，然后發(fā)送模型的所有VRML文件、柵元部件對(duì)應(yīng)關(guān)系文件Cell_Part.dat和柵元材料對(duì)應(yīng)關(guān)系文件MatOfCelllist.dat到可視化節(jié)點(diǎn)，最后由可視化節(jié)點(diǎn)展示模型結(jié)果。
6.材料的可視化(總控節(jié)點(diǎn)、可視化節(jié)點(diǎn))在總控節(jié)點(diǎn)設(shè)置可視化的相關(guān)參數(shù)(選項(xiàng)同模型的可視化)，然后發(fā)送模型的所有VRML文件、柵元部件對(duì)應(yīng)關(guān)系文件Cell_Part.dat和柵元材料對(duì)應(yīng)關(guān)系文件MatOfCelllist.dat到可視化節(jié)點(diǎn)，最后由可視化節(jié)點(diǎn)展示根據(jù)不同的材料顏色區(qū)分的模型結(jié)果，同時(shí)在可視化節(jié)點(diǎn)用文字標(biāo)志不同的材料。
7.建立BUS模型(建模節(jié)點(diǎn))建模節(jié)點(diǎn)根據(jù)創(chuàng)建后的包層模型、BUS計(jì)算選項(xiàng)和源項(xiàng)建立BUS模型，即BUS計(jì)算節(jié)點(diǎn)所需要的BUS輸入文件InputOfBus.dat。
BUS模型的建立采用射線(xiàn)法，通過(guò)指定的射線(xiàn)來(lái)確定BUS模型中所需要的不同分區(qū)寬度，系統(tǒng)提供了三種射線(xiàn)方式。
8.檢驗(yàn)BUS模型(建模節(jié)點(diǎn))在建模節(jié)點(diǎn)檢驗(yàn)BUS模型，打開(kāi)BUS模型文件InputOfBus.dat，用戶(hù)可以進(jìn)行檢驗(yàn)并修改。
9.啟動(dòng)BUS計(jì)算(建模節(jié)點(diǎn))在建模節(jié)點(diǎn)選擇“BUS模型”控制按鈕，將建立好的BUS模型文件InputOfBus.dat和BUS優(yōu)化選項(xiàng)文件inpMoc.dat傳送到總控節(jié)點(diǎn)。
10.BUS計(jì)算(BUS計(jì)算節(jié)點(diǎn))從總控節(jié)點(diǎn)獲得BUS模型文件InputOfBus.dat和BUS優(yōu)化選項(xiàng)文件inpMoc.dat，在BUS計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)BUS計(jì)算結(jié)束后將計(jì)算結(jié)果文件ResOfBus.dat傳送到總控節(jié)點(diǎn)，同時(shí)總控節(jié)點(diǎn)將此文件直接發(fā)送給建模節(jié)點(diǎn)，以便建模節(jié)點(diǎn)根據(jù)BUS的優(yōu)化結(jié)果刷新模型，如果在建模節(jié)點(diǎn)設(shè)置“根據(jù)BUS優(yōu)化結(jié)果刷新模型”選項(xiàng)，此時(shí)建模節(jié)點(diǎn)接收到BUS優(yōu)化文件ResOfBus.dat后會(huì)刷新模型，重復(fù)第3步驟“創(chuàng)建模型”。BUS的優(yōu)化過(guò)程包含在BUS計(jì)算過(guò)程中，設(shè)置BUS優(yōu)化文件后，BUS計(jì)算節(jié)點(diǎn)就已經(jīng)負(fù)責(zé)了BUS的計(jì)算和BUS優(yōu)化的全過(guò)程。BUS計(jì)算過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)步驟的過(guò)程，首先將初始化文件initial發(fā)送到總控節(jié)點(diǎn)，計(jì)算過(guò)程中每一步都會(huì)產(chǎn)生計(jì)算結(jié)果，BUS計(jì)算節(jié)點(diǎn)都會(huì)自動(dòng)將計(jì)算結(jié)果文件nuclide，rate，flux發(fā)送至總控節(jié)點(diǎn)。
11.BUS計(jì)算結(jié)果的可視化(總控節(jié)點(diǎn)、可視化節(jié)點(diǎn))在總控節(jié)點(diǎn)設(shè)置BUS可視化的相關(guān)參數(shù)，圖4為BUS節(jié)點(diǎn)的輸入設(shè)置。BUS計(jì)算的可視化可以是BUS計(jì)算過(guò)程的一種動(dòng)態(tài)可視化，也可以是BUS計(jì)算結(jié)果的靜態(tài)可視化。在BUS計(jì)算過(guò)程中每一個(gè)中間結(jié)果發(fā)送給總控節(jié)點(diǎn)，總控節(jié)點(diǎn)就會(huì)立即將此結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給可視化節(jié)點(diǎn)，由可視化節(jié)點(diǎn)展示BUS的計(jì)算結(jié)果。這些文件包括初始化文件initial，中間結(jié)果文件nuclide，rate，flux。圖5展示了BUS計(jì)算結(jié)果的可視化圖形。
12.建立MCNP模型(建模節(jié)點(diǎn))建模節(jié)點(diǎn)根據(jù)創(chuàng)建后的包層模型、MCNP計(jì)算選項(xiàng)和源項(xiàng)建立MCNP模型，即MCNP計(jì)算節(jié)點(diǎn)所需要的MCNP輸入文件MCNP.dat。
13.檢驗(yàn)MCNP模型(建模節(jié)點(diǎn))在建模節(jié)點(diǎn)“檢驗(yàn)MCNP模型，打開(kāi)MCNP模型文件MCNP.dat，用戶(hù)可以進(jìn)行檢驗(yàn)并修改。
14.啟動(dòng)MCNP計(jì)算(建模節(jié)點(diǎn))在建模節(jié)點(diǎn)選擇“MCNP模型”按鈕，將建立好的MCNP模型文件MCNP.dat傳送到總控節(jié)點(diǎn)。
15.MCNP計(jì)算(MCNP計(jì)算節(jié)點(diǎn))從總控節(jié)點(diǎn)獲得MCNP模型文件MCNP.dat，在MCNP計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)MCNP計(jì)算結(jié)束后將計(jì)算結(jié)果文件ResOfMCNP.dat傳送到總控節(jié)點(diǎn)。
16.MCNP計(jì)算結(jié)果的可視化(總控節(jié)點(diǎn)、可視化節(jié)點(diǎn))在總控節(jié)點(diǎn)設(shè)置可視化的相關(guān)參數(shù)(選擇可視化序號(hào)、可視化內(nèi)容包括總的通量、計(jì)算誤差、各個(gè)能譜等、需要透明/不透明顯示的部件、如果需要對(duì)模型進(jìn)行切割可以設(shè)置剪切平面的法向量，選擇是否需要立體屏與四個(gè)分屏同步控制，圖6為MCNP計(jì)算結(jié)果的可視化設(shè)置界面)，然后發(fā)送模型的所有VRML文件、柵元部件對(duì)應(yīng)關(guān)系文件Cell_Part.dat、柵元材料對(duì)應(yīng)關(guān)系文件MatOfCelllist.dat(這三部分文件可在總控節(jié)點(diǎn)控制是否重復(fù)發(fā)送)和MCNP計(jì)算結(jié)果文件ResOfMCNP.dat到可視化節(jié)點(diǎn)，最后由可視化節(jié)點(diǎn)展示MCNP計(jì)算結(jié)果。圖7展示了MCNP計(jì)算結(jié)果的可視化圖形。
17.建立經(jīng)濟(jì)模型(建模節(jié)點(diǎn))建模節(jié)點(diǎn)根據(jù)創(chuàng)建后的包層模型、經(jīng)濟(jì)計(jì)算選項(xiàng)建立經(jīng)濟(jì)計(jì)算模型，即經(jīng)濟(jì)計(jì)算節(jié)點(diǎn)所需要的輸入文件cost.dat。
18.啟動(dòng)經(jīng)濟(jì)計(jì)算(建模節(jié)點(diǎn))在建模節(jié)點(diǎn)選擇“經(jīng)濟(jì)模型”按鈕，將建立好的經(jīng)濟(jì)計(jì)算模型文件cost.dat傳送到總控節(jié)點(diǎn)。
19.經(jīng)濟(jì)計(jì)算(經(jīng)濟(jì)計(jì)算節(jié)點(diǎn))從總控節(jié)點(diǎn)獲得經(jīng)濟(jì)模型文件cost.dat，在經(jīng)濟(jì)計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出直接成本、間接成本及反應(yīng)堆相關(guān)費(fèi)用，當(dāng)經(jīng)濟(jì)計(jì)算結(jié)束后將計(jì)算結(jié)果文件ResOfCOST.dat傳送到總控節(jié)點(diǎn)。
20.經(jīng)濟(jì)計(jì)算結(jié)果的可視化(總控節(jié)點(diǎn)、可視化節(jié)點(diǎn))在總控節(jié)點(diǎn)設(shè)置可視化的相關(guān)參數(shù)，然后發(fā)送經(jīng)濟(jì)計(jì)算結(jié)果文件ResOfCOST.dat，最后由可視化節(jié)點(diǎn)展示經(jīng)濟(jì)計(jì)算結(jié)果。圖8展示了經(jīng)濟(jì)計(jì)算結(jié)果的可視化圖形。
權(quán)利要求
1.計(jì)算機(jī)輔助聚變堆概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)，是由多個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接而組成的系統(tǒng)，所述節(jié)點(diǎn)是PC機(jī)或圖形工作站，所述節(jié)點(diǎn)至少包括建模節(jié)點(diǎn)，作為和用戶(hù)的交流界面，作為整個(gè)系統(tǒng)的起點(diǎn)，負(fù)責(zé)為計(jì)算節(jié)點(diǎn)和可視化節(jié)點(diǎn)生成相應(yīng)幾何模型和物理計(jì)算模型，如有需要，接受計(jì)算節(jié)點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果，并做出相應(yīng)的處理，該節(jié)點(diǎn)由一臺(tái)PC機(jī)和建模軟件組成；可視化節(jié)點(diǎn)，對(duì)建模、計(jì)算節(jié)點(diǎn)的結(jié)果進(jìn)行各種方式的可視化，該節(jié)點(diǎn)由一臺(tái)具有立體顯示能力的圖形工作站和一臺(tái)具有分屏顯示能力的圖形工作站組成；控制節(jié)點(diǎn)，用于控制各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的信息交流和文件傳輸，該節(jié)點(diǎn)由一臺(tái)PC機(jī)和控制軟件組成；計(jì)算節(jié)點(diǎn)，從控制節(jié)點(diǎn)接收文件和命令，進(jìn)行各種物理計(jì)算；控制節(jié)點(diǎn)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)可以按需加入或退出，系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)是柔性的。
2.如權(quán)利要求1所述的聚變堆概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于所述的計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步包括堆芯計(jì)算子節(jié)點(diǎn)，BUS計(jì)算子節(jié)點(diǎn)，MCNP計(jì)算子節(jié)點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)計(jì)算子節(jié)點(diǎn)，可以根據(jù)實(shí)際需要再加入新的計(jì)算子節(jié)點(diǎn)，各個(gè)子節(jié)點(diǎn)均由一臺(tái)PC機(jī)和相應(yīng)計(jì)算軟件組成。
3.如權(quán)利要求1所述的聚變堆概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于所述的可視化節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步由一臺(tái)具備立體顯示能力的圖形工作站，一臺(tái)立體顯示器，一套立體投影設(shè)備，包括立體投影屏幕、立體投影儀和若干幅立體眼鏡，一臺(tái)具備分屏顯示能力的圖形工作站，若干個(gè)分屏顯示器以及若干個(gè)投影儀組成。
4.如權(quán)利要求1所述的聚變堆概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)中除控制節(jié)點(diǎn)外的各個(gè)節(jié)點(diǎn)只與控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，通信采用SOCKET技術(shù)，其方式分為消息傳輸和文件傳輸兩種，控制節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)間的消息通信通過(guò)使用SOCKET傳輸一個(gè)固定結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體完成，控制節(jié)點(diǎn)和其他各節(jié)點(diǎn)間的文件傳輸，每次傳輸1K的數(shù)據(jù)包，如果文件大小大于1K，則將文件分成若干份分別發(fā)送，由接收端將接收到的數(shù)據(jù)包重新組裝成完整文件。
5.計(jì)算機(jī)輔助聚變堆概念設(shè)計(jì)方法，是利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和可視化技術(shù)的聚變堆概念設(shè)計(jì)方法，包括a)將聚變堆概念設(shè)計(jì)的各個(gè)階段分布到特定的節(jié)點(diǎn)(PC機(jī))上，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)；b)采用可視化技術(shù)，將概念設(shè)計(jì)的模型提供給設(shè)計(jì)者進(jìn)行觀察、漫游、比較和分析。
6.如權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)輔助聚變堆概念設(shè)計(jì)方法，其特征在于特定節(jié)點(diǎn)包括控制節(jié)點(diǎn)，建模節(jié)點(diǎn)，計(jì)算節(jié)點(diǎn)和可視化節(jié)點(diǎn)，所述控制節(jié)點(diǎn)，建模節(jié)點(diǎn)，計(jì)算節(jié)點(diǎn)是PC機(jī)，可視化節(jié)點(diǎn)是圖形工作站，通過(guò)控制節(jié)點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，并利用可視化手段來(lái)觀察、對(duì)比設(shè)計(jì)方案，從而加速聚變堆概念設(shè)計(jì)的過(guò)程，使得一個(gè)人在控制節(jié)點(diǎn)就可以完成一次聚變堆的概念設(shè)計(jì)，控制節(jié)點(diǎn)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)可以按需加入或退出，系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)是柔性的，計(jì)算節(jié)點(diǎn)包括堆芯計(jì)算子節(jié)點(diǎn)，BUS計(jì)算子節(jié)點(diǎn)，MCNP計(jì)算子節(jié)點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)計(jì)算子節(jié)點(diǎn)，并可以根據(jù)設(shè)計(jì)過(guò)程的需要再加入新的計(jì)算子節(jié)點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求6所述的計(jì)算機(jī)輔助聚變堆概念設(shè)計(jì)方法，其特征在于首先堆芯計(jì)算節(jié)點(diǎn)根據(jù)物理領(lǐng)域?qū)＜医o定的物理參數(shù)(線(xiàn)圈電流、線(xiàn)圈匝數(shù)等)計(jì)算出確定包層結(jié)構(gòu)的四個(gè)幾何參數(shù)；然后由建模節(jié)點(diǎn)根據(jù)四個(gè)幾何參數(shù)以及初步的參數(shù)設(shè)置自動(dòng)生成包層的幾何模型，同時(shí)建模節(jié)點(diǎn)由BUS程序的計(jì)算選項(xiàng)自動(dòng)生成BUS計(jì)算模型；BUS計(jì)算節(jié)點(diǎn)得到BUS計(jì)算模型后進(jìn)行一維的中子物理輸運(yùn)計(jì)算，對(duì)模型有一個(gè)初步的確定與調(diào)整，同時(shí)將調(diào)整的參數(shù)結(jié)果反饋到建模節(jié)點(diǎn)，由建模節(jié)點(diǎn)重新建模得到較合理的模型；建模節(jié)點(diǎn)由MCNP程序的計(jì)算選項(xiàng)和BUS計(jì)算節(jié)點(diǎn)反饋得到的較合理模型自動(dòng)生成MCNP計(jì)算模型，MCNP計(jì)算節(jié)點(diǎn)得到MCNP計(jì)算模型后進(jìn)行三維的中子物理輸運(yùn)計(jì)算，對(duì)模型進(jìn)行了精確的三維分析得到相關(guān)的物理參數(shù)結(jié)果；經(jīng)濟(jì)性評(píng)估節(jié)點(diǎn)根據(jù)已設(shè)計(jì)出的模型和相關(guān)缺省參數(shù)對(duì)整個(gè)托卡馬克裝置作了經(jīng)濟(jì)性方面的評(píng)價(jià)，得到了一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)COE(Cost of energy)供領(lǐng)域?qū)＜覅⒖?；最后，模型的結(jié)果、BUS計(jì)算結(jié)果和MCNP計(jì)算結(jié)構(gòu)都可以在可視化節(jié)點(diǎn)中得到顯示，通過(guò)可視化節(jié)點(diǎn)對(duì)模型結(jié)果及物理計(jì)算結(jié)果的分屏顯示，物理領(lǐng)域?qū)＜腋庇^地對(duì)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)從而提出修改意見(jiàn)最終完成托卡馬克的概念設(shè)計(jì)；在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中控制節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)了系統(tǒng)中所有其它節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)通信以及控制流程。
8.如權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)輔助聚變堆概念設(shè)計(jì)方法，其特征在于，采用的可視化手段包括立體可視化和分屏可視化，采用立體可視化手段，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行漫游，采用分屏可視化手段，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)不同的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析和比較。
9.如權(quán)利要求6所述的計(jì)算機(jī)輔助聚變堆概念設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述的建模節(jié)點(diǎn)的功能進(jìn)一步包括a)保存默認(rèn)參數(shù)功能和接受用戶(hù)輸入(修改)參數(shù)，參數(shù)包括堆芯輸入?yún)?shù)，堆芯計(jì)算節(jié)點(diǎn)的返回文件，幾何模型參數(shù)，材料參數(shù)(每個(gè)部件對(duì)應(yīng)的材料份額)，計(jì)算選項(xiàng)(用于生成各個(gè)計(jì)算模型)和源項(xiàng)；b)使用自動(dòng)參數(shù)化建模，根據(jù)幾何模型參數(shù)生成幾何模型；c)設(shè)置材料模型；d)生成BUS計(jì)算模型，即BUS計(jì)算節(jié)點(diǎn)的輸入文件；e)根據(jù)BUS優(yōu)化結(jié)果，調(diào)整模型；f)根據(jù)幾何模型及材料信息自動(dòng)生成MCNP計(jì)算模型，即MCNP計(jì)算節(jié)點(diǎn)的輸入文件；g)生成經(jīng)濟(jì)計(jì)算模型，即經(jīng)濟(jì)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的輸入文件；h)生成可視化數(shù)據(jù)，VRML文件；所述的堆芯計(jì)算子節(jié)點(diǎn)的功能為接收建模節(jié)點(diǎn)生成的計(jì)算模型，利用堆芯計(jì)算優(yōu)化程序COS，根據(jù)約束條件產(chǎn)生4個(gè)主要堆芯參數(shù)的預(yù)期值，并根據(jù)預(yù)期值，確定堆芯計(jì)算輸入?yún)?shù)，經(jīng)過(guò)搜索優(yōu)化，最終得出堆芯計(jì)算程序EQ的輸入?yún)?shù)，即線(xiàn)圈位置及線(xiàn)圈中電流，并根據(jù)輸入?yún)?shù)確定4個(gè)堆芯參數(shù)的準(zhǔn)確值，提供給建模節(jié)點(diǎn)；所述的BUS計(jì)算子節(jié)點(diǎn)的功能為接收建模節(jié)點(diǎn)生成的計(jì)算模型，利用基于多維粒子輸運(yùn)的多功能燃耗計(jì)算程序BUS對(duì)模型的材料進(jìn)行優(yōu)化，并返回BUS計(jì)算結(jié)果和優(yōu)化結(jié)果，優(yōu)化結(jié)果中包括對(duì)模型四個(gè)主要參數(shù)的優(yōu)化和對(duì)模型材料的優(yōu)化，同時(shí)，建模節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)BUS計(jì)算節(jié)點(diǎn)返回的優(yōu)化結(jié)果對(duì)模型進(jìn)行重建；所述的MCNP計(jì)算子節(jié)點(diǎn)的功能為收建模節(jié)點(diǎn)生成的計(jì)算模型，并利用大型蒙特卡羅中子、光子和電子輸運(yùn)仿真程序MCNP進(jìn)行計(jì)算，系統(tǒng)主要關(guān)心的計(jì)算結(jié)果為中子通量；所述的經(jīng)濟(jì)計(jì)算子節(jié)點(diǎn)的功能為收建模節(jié)點(diǎn)生成的計(jì)算模型，使用反應(yīng)堆經(jīng)濟(jì)計(jì)算程序SYSCOAST計(jì)算出直接成本、間接成本及反應(yīng)堆相關(guān)費(fèi)用，結(jié)果提供給可視化節(jié)點(diǎn)。所述的可視化節(jié)點(diǎn)的一般功能進(jìn)一步分為i)對(duì)模型進(jìn)行進(jìn)行放大/縮小、任意角度旋轉(zhuǎn)、平移等操作；j)手工/自動(dòng)進(jìn)行漫游；k)立體顯示器顯示立體圖像；立體投影儀在投影屏幕上顯示立體圖象，供佩戴立體眼鏡的設(shè)計(jì)人員觀察；四個(gè)分屏顯示器可以顯示相同或不同的內(nèi)容；四個(gè)投影儀將四個(gè)分屏顯示器的圖象投影倒墻上；l)預(yù)設(shè)保存四次結(jié)果，在立體顯示器和四個(gè)分屏顯示器上(或是是在立體屏幕和四個(gè)投影儀上)可以分別顯示同次/不同次、同內(nèi)容/不同內(nèi)容的可視化信息；m)通過(guò)在立體顯示器上的可視化操作，可以同步控制其四個(gè)分屏顯示器的可視化；n)通過(guò)對(duì)立體屏幕上的可視化操作，可以同步控制四個(gè)投影儀的可視化。
10.如權(quán)利要求5所述的聚變堆概念設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述的可視化節(jié)點(diǎn)的可視化內(nèi)容包括建?？梢暬⒍研居?jì)算可視化，BUS計(jì)算可視化與MCNP計(jì)算可視化四部分a)建模可視化建?？梢暬ā舳啻谓＝Y(jié)果分別在立體顯示器和四個(gè)分屏顯示器上(或是是在立體屏幕和四個(gè)投影儀上)顯示，進(jìn)行對(duì)比分析，◆按不同零件對(duì)模型加以顯示，◆對(duì)零件進(jìn)行透明/不透明顯示，◆模型顯示為本身的顏色，◆對(duì)模型進(jìn)行三維空間任意切割，b)堆芯計(jì)算可視化堆芯計(jì)算可視化包括◆根據(jù)四個(gè)幾何參數(shù)顯示等離子體放電位形，◆根據(jù)線(xiàn)圈位置顯示線(xiàn)圈，c)BUS計(jì)算可視化BUS計(jì)算可視化包括◆在四個(gè)分屏上顯示原BUS系統(tǒng)的可視化內(nèi)容，◆在立體顯示屏實(shí)現(xiàn)能群(Energy Group)-能譜(Energy Spectrum)-網(wǎng)格號(hào)(MeshNumber)的三維可視化，◆BUS優(yōu)化曲線(xiàn)可視化，◆分為計(jì)算同步可視化與計(jì)算結(jié)果可視化，計(jì)算同步可視化在BUS計(jì)算的同時(shí)進(jìn)行可視化，計(jì)算結(jié)果可視化在BUS計(jì)算結(jié)束后對(duì)最終結(jié)果進(jìn)行可視化，◆多次BUS計(jì)算結(jié)果分別在立體顯示器和四個(gè)分屏顯示器上(或是是在立體屏幕和四個(gè)投影儀上)顯示，進(jìn)行對(duì)比分析，◆在屏幕右上角顯示可視化的內(nèi)容，d)MCNP計(jì)算可視化MCNP計(jì)算可視化包括◆進(jìn)行計(jì)算結(jié)果與原模型的疊加，計(jì)算結(jié)果包括柵元的通量、計(jì)算誤差和多個(gè)能譜范圍，◆設(shè)置10個(gè)顏色范圍，根據(jù)數(shù)值到顏色的映射，顯示各個(gè)柵元的顏色，◆在屏幕的右上角顯示可視化內(nèi)容，◆屏幕的右邊顯示零件名稱(chēng)，◆材料信息的可視化，根據(jù)不同的材料，對(duì)應(yīng)零件的不同顏色，◆任意平面切割模型，精確顯示模型內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以分別在四個(gè)屏幕顯示不同的模型剖面，◆可以按零件顯示模型，為了便于觀察可以設(shè)置透明零件，◆多次MCNP計(jì)算結(jié)果分別在立體顯示器和四個(gè)分屏顯示器上(或是是在立體屏幕和四個(gè)投影儀上)個(gè)顯示屏上顯示，進(jìn)行對(duì)比分析。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種計(jì)算機(jī)輔助聚變堆概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)及方法，其系統(tǒng)由多個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接而組成的系統(tǒng)，所述節(jié)點(diǎn)是PC機(jī)或圖形工作站，所述節(jié)點(diǎn)至少包括建模節(jié)點(diǎn)、可視化節(jié)點(diǎn)、控制節(jié)點(diǎn)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)，控制節(jié)點(diǎn)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)可以按需加入或退出，系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)是柔性的。其方法是將聚變堆概念設(shè)計(jì)的各個(gè)階段分布到特定的節(jié)點(diǎn)(PC機(jī))上，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)；采用可視化技術(shù)，將概念設(shè)計(jì)的模型提供給設(shè)計(jì)者進(jìn)行觀察、漫游、比較和分析。本發(fā)明能加速聚變堆概念設(shè)計(jì)的過(guò)程，使得一個(gè)人在控制節(jié)點(diǎn)就可以完成一次聚變堆的概念設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)G06F17/50GK1696940SQ20041004484
公開(kāi)日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2004年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月25日
發(fā)明者劉曉平, 吳宜燦, 羅月童, 劉松林 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所