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ISASSystème de couplage de codes
CEA/DRN/DMT/SYSCO Alain.Bengaouer_at_cea.fr
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Plan

• Nécessites et enjeux
• Description d'Isas
• Exemple de composants Isas
• Applications
• Perspectives

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Nécessités et enjeux

• Lindustrie nucléaire est au carrefour de
  nombreux métiers
• Neutronique
• Thermohydraulique
• Mécanique
• Radio-protection
• ...
• Chaque domaine dexpertise développe des outils
  et des méthodes danalyse propres
• Qui coupler ?
• Disciplines différentes en inter-action
• Même discipline pour différents éléments en
  inter-action

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Nécessités et enjeux

• Que coupler ?
• Savoirs-faire
• Données
• Outils
• Pourquoi coupler ?
• Etudes de sûreté plus exigeantes
• Matériel plus performant
• Optimisation du fonctionnement
• Complexité des problèmes

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Nécessités et enjeux

• Comment coupler ?
• Chaînage
• enchaînement manuel des opérations
• une ou quelques itérations
• Couplage explicite
• résolution séquentielle (automatique) des
  opérations
• chaque code modifie les données (conditions
  limites) du code suivant
• Couplage implicite
• résolution simultanée des opérations
• chaque code participe à la modélisation complète
  du problème
• nécessite un solveur puissant (nombre élevé
  dinconnues)

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Nécessités et enjeux

• Etudes accidentelles
• Classement
• transitoires de classe 2
• rupture de tuyauterie secondaire
• petite perte de réfrigérant primaire
• (SBLOCA)
• RTV majeure
• grosse perte de réfrigérant primaire
• (LBLOCA)
• accident grave

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Nécessités et enjeux

• Codes utilisés
• CRONOS-2 / FLICA-4
• CRONOS-2 / FLICA-4 / FLICA-S
• CRONOS-2 / CATHARE
• CRONOS-2 / FLICA-4 / CATHARE
• FLICA-4 / CATHARE

couplage explicite1D
couplage implicitemulti-D
neutronique T-H cœur
T-H système
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Nécessités et enjeux

• Nécessité de disposer d'un système de codes
• souples, ouverts, communicant facilement
• Projet ELAN
• Architecture logicielle, outils, méthodes,
  langages
• Parallélisme et distribution intégrés
• Projet ELAN
• Aujourd'hui
• Répondre facilement aux besoins croissants de
  couplage
• Disposer dun outil générique pour limiter
  lintrusion dans les codes à coupler
• ISAS

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Description d'Isas

• Caractéristiques générales
• permet de piloter plusieurs codes
• sur une ou plusieurs machines
• un superviseur avec un langage de commande
• un code esclave est un objet avec ses méthodes
• Choix techniques
• Isas écrit en C
• Langage interface
• OCAML dans le superviseur
• OCAML, C, F77 dans les esclaves
• Librairie de communication PVM
• http//www.inria.fr http//www.ornl.gov

PORTABILITE SOUPLESSE SIMPLICITE
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Description d'Isas

• Fonctionnalités
• définition d'une machine virtuelle
• échanges maitre/esclave
• communication directe
• délégation
• Le contrôle du couplage est entièrement géré dans
  le superviseur
• le temps, la convergence, l'adaptation des
  données
• Le superviseur voit les codes comme des modules
  (objets) à l interface strictement définie.
• COMPOSANTS REUTILISABLES

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Exemple de composants

• Les étapes d'un code monolithique vers un
  composant
• Identification des fonctions importantes
• Isolement des données en entrée et sortie
• Création des services méthodes et données
• par introduction d'appels à la librairie Isas en
  qqes points

code initial
code modulaire
composant Isas
Data acquisition Initilization Steady
state Begining loop Transient step End
loop Results Saving Stop
Data acquisition
code get data
Initialization
code initialize
Steady state
code Steady state
Transient step
code Transient step
Results Saving
code Results Saving
Stop
code Stop
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Exemple de composants
Simulation d'un APRP
Neutronique Power (Tc,r) Thermo-hydraulique
r,Press,f (Ql, Tc, Power) Thermo-mécanique s,Tc
(f,Press,Power,) 3 champs de la physique ltgt 3
codes de calcul
Crayons combustible
Réfrigérant liquide-vapeur
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Exemple de composants

• Le script de couplage
• open Pvmhandle
• read table "home/user/test/table.isas"
• startvm table
• let hydraulics new flica (hostname1)
• let kinetics new cronos (hostname2)
• hydraulics get_data
• kinetics get_data
• for i 1 to 100 do
• hydraulics transient dt
• kinetics transient dt
• kinetics send_power
• hydraulics get_power
• done
• hydraulics stop
• kinetics stop

Définition de la machine virtuelle
Démarrage d'une instance de chaque code
Seule la méthode transient est vue de
l'utilisateur. Les communications sont masquées
dans la méthode
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Applications

• Couplage de disciplines différentes
• Couplage d'éléments différents
• Serveurs de calculs

FLICA
CRONOS
CATHARE
APOLLO
CASTEM
TRIO
GENEPI
METEOR
ISAS
ATHENA
SAFALY
INTRA
NAUA
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Applications
CATHARE
CRONOS
FLICA
Power Distribution
Core outlet flowrate Core inlet pressure
Core outlet flowrate Core inlet pressure
ISAS
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Applications

• ATHENA thermal-hydraulic INTRA
  containment
• SAFALY plasma transients NAUA
  aerosols dispersion

ISAS applications for safety studies Fusion
reactor break simulation
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Perspectives

• Isas2.1 en développement
• version thread-safe (POSIX)
• utilisation des threads pour paralléliser des
  méthodes
• sécuriser les traces d'exécution
• compatibilité avec des esclaves MPI et OPENMP
• introduction du modèle M.E.D. (collaboration EDF)
• représentation générique des maillages et
  résultats de calculs
• échange direct et manipulation des objets M.E.D.

Code esclave
Structure MED
ISAS
HDF
HDF
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Perspectives

• Veille
• MPI,
• CORBA,
• gros volumes de données
• Evolutions
• Convergence/interopérabilité ISAS/CALCIUM
• cf. exposé Jean-Yves Berthou EDF
• Allier l'architecture ELAN (codes futurs de la
  DRN) et la communication entre codes existants.