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作者：邹尚轩;梁立振;徐兴勤;刘婷;
单位：安徽理工大学计算机科学与工程学院;合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室);中国科学院等离子体物理研究所;
摘要：中性束注入(Neutral Beam Injection, NBI)作为磁约束核聚变装置实现等离子体加热与电流驱动的关键技术,其束流传输特性直接影响装置组件的热负荷分布。针对传统串行计算难以满足大规模中性束传输模拟的问题,本研究基于自主研发的中性束传输模拟软件BTNSS,提出一种基于MPI+OpenMP混合并行的中性束注入传输模拟算法,该算法通过并行任务分配策略优化了粒子轨迹模拟和束流沉积计算的并行效率,实现了跨节点通信与线程级并行的协同加速。实验结果表明:相比于原始串行程序、纯MPI并行方法及纯OpenMP方法,基于MPI+OpenMP的混合并行算法获得了更高的加速比,且在多节点上展现良好的可扩展性。该模拟方法高效地为实际中性束注入实验提供了参考标准,为中性束组件优化设计提供了参考价值。
关键词：中性束传输;;并行计算;;MPI;;OpenMP
基金资助：十三五CRAFT项目(项目名称：Comprehensive Research Facility for Fusion Technology,项目审批代码：2018-000052-73-01-001228);; 合肥综合性国家科学中心能源研究院自主立项项目（项目名称：面向癌症治疗的紧凑型硼中子俘获治疗技术开发及产业应用,项目编号：21KZS202）
