1.一种全堆芯并行流固耦合仿真方法,其特征在于,包括以下步骤:识别并离散化反应堆堆芯内所有流固耦合界面,形成基础流固耦合单元FSCUs;依据预设策略,将FSCUs划分为若干管理批次,并将每个批次的处理任务指派给特定的计算进程对;各计算进程对接收到任务分配后,针对其负责的FSCU子集,在流体侧和固体侧分别构建高效的局部层级索引树;局部层级索引树构建完成后,各计算进程将其生成的树结构信息,通过非阻塞异步通信机制发送给其所属批次的指定主进程BMP;BMP负责监听并收集其批次内所有进程发送的元数据,待数据收齐后,将其整合,构建形成该批次的批次级索引森林BLIF;所有BMP完成BLIF构建后,将各自BLIF的关键摘要信息发送给全局主进程GMP,GMP负责汇集来自所有BMP的信息,并依据全局空间拓扑关系,最终构建成全局核心索引森林CLGIF;顶层协调模块,用于宣告当前计算时间步的开始;初始化迭代计数器,设置物理场的初始值,并设置收敛状态标志;顶层协调模块根据耦合算法逻辑,指令流体求解器和固体求解器并行启动计算;求解器基于上一时间步计算传递的界面边界条件进行计算;在求解器处理大规模线性系统求解中的混合计算负载时,动态并行多流优化DPMSO策略被动态激活;求解器完成计算后,顶层协调模块发出界面数据交换指令,参数传递模块随即启动;参数传递模块利用CLGIF的层级结构和分布式特性,执行空间查询;以及对匹配成功的点对,启动GDRA-RBF映射机制,实现物理量的传递;顶层协调模块收集参数传递后的界面物理量,计算其与目标值或前次迭代值的残差范数,并与预设的收敛阈值进行比较;若未满足收敛准则且迭代次数未达上限,则判定需继续迭代,利用更新后的边界条件进行下一轮求解器计算和参数传递;若满足收敛准则或达到最大迭代次数,则认为当前时间步的耦合计算完成,进入下一步;在一个时间步的耦合计算结束后,系统评估界面几何变形的程度;若变形量超过预设阈值,表明需要更新CLGIF以反映当前的几何构型;触发更新后,相关的计算进程对其负责的局部索引树执行高效的、增量式的更新操作,而非全局重建;更新后的局部结构信息通过元数据变更的方式,快速同步至对应的BLIF乃至CLGIF的全局视图中,确保索引森林始终保持对最新几何状态的高保真表征和高效查询能力;若当前仿真时间未达到预设终点,顶层协调模块将耦合计算时间推进一个步长,开始下一个完整时间步的计算循环;若达到仿真结束时间或满足其他终止条件,顶层协调模块发出终止指令,系统完成最后的计算与数据整理,输出最终或指定的仿真结果,并安全释放计算资源。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在求解器处理大规模线性系统求解中的混合计算负载时,DPMSO策略被动态激活步骤,包括:任务特性智能感知与资源态势监控:DPMSO实时分析当前待执行计算任务的特性以及计算节点上各类硬件资源的实时负载与可用性;动态资源导流与多流精细管理:基于感知结果,DPMSO调整计算任务到硬件资源的映射关系;计算-访存-通信深度重叠编排:DPMSO编排任务执行顺序和数据流转,隐藏内存访问延迟和通信延迟,实现计算、访存和通信操作的深度并发与协同;自适应任务粒度与流水线调度:DPMSO根据实时性能反馈,动态调整任务分解的粒度,并将子任务组织成高效的执行流水线。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述参数传递模块利用CLGIF的层级结构和分布式特性,执行空间查询步骤,包括:首先定位到相关的BLIF和索引树对,然后在这些局部结构内高效遍历,以近乎对数的时间复杂度匹配流固界面上数以亿计的空间关联节点/单元对。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述启动GDRA-RBF映射机制,实现物理量的精确传递步骤,包括:局部多维特征提取与情境化:对每一个待插值的目标点,系统提取其局部邻域内的多维度特征信息,形成对局部区域物理与几何环境的情境化理解;GME驱动的自适应最优支撑半径预测:将提取的局部特征向量输入到一个预先离线训练好的门控多专家GME神经网络模型中,预测出在该特定区域执行RBF插值时局部支撑半径,此半径是动态生成、随区域特性自适应变化的;高效局部化RBF插值计算:基于GME预测出的量身定制的局部支撑半径,执行局部RBF插值计算。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,层级索引树通过以下步骤构建:轴向分层:针对给定的FSCU界面几何,首先沿其主要延伸方向进行战略性分割;将整个界面在轴向上划分为n个预定义的、连续但不重叠的层,沿高度方向被划分为编号1至n的层段,此步骤构成了索引树层级结构的第一级分解;层内切片:在完成轴向分层后,对每一个轴向层内部的界面几何进行进一步的细分;将该层内的几何区域分割成m个切片;关键优化:为了实现后续计算任务的负载均衡,此切片根据该层内网格单元的实际分布密度进行自适应划分,目标是使得每一个切片所包含的网格单元数量相等;叶子节点生成:将每一个切片及其内部包含的所有网格单元整体映射为层级索引树的一个叶子节点,每个轴向层产生m个叶子节点,整个索引树共包含m×n个叶子节点;枝干节点聚合:将属于同一个轴向层的所有m个叶子节点聚合起来,共同构成一个枝干节点;每个轴向层对应一个枝干节点,因此整个索引树共包含n个枝干节点,枝干节点代表了其所在轴向层的整体空间范围;根节点形成:将所有n个枝干节点最终聚合到唯一的根节点之下,根节点代表了整个FSCU界面的全局空间范围。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,批次级索引森林通过以下步骤构建:轻量化元数据封装与异步传输:每个计算进程对在完成其分配的对应的Tf和Ts构建后,将Tf和Ts的关键信息以及该FSCU所属的批次信息封装成一个轻量化的元数据包Mfs;随后,该进程对通过非阻塞异步通信方式,将此元数据包Mfs发送给负责管理该批次Bw的指定批次主进程BMPw;异步发送允许计算进程在数据传输的同时继续执行其他任务,或者更快地结束当前任务;批次主进程BMP的元数据收集:BMPw负责监听并接收其管辖批次Bw内所有计算进程对发送来的元数据包Mfs;元数据集成与BLIF构建:当BMPw确认已收到批次Bw内所有预期的元数据包后,进一步将收集到的所有元数据Mw组织起来,构建成批次级索引森林。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,全局核心索引森林通过以下步骤构建:BLIF信息向GMP传输:每个BMPw在成功构建BLIFw后,将其发送给唯一的全局主进程GMP;全局整合与CLGIF形成:GMP负责接收来自所有BMPs的BLIFw信息,GMP将所有接收到的BLIF信息进行最终的层级式整合,即在所有BLIF之上再构建一个层级的索引结构,该结构基于BLIF所代表的宏观空间区域和角度范围进行组织;最终形成的全局核心索引森林是一个全局统一、层级化的数据结构。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述参数传递模块具体用于:初始化与并行任务分发;CLGIF加速的大规模空间关联匹配;GDRA-RBF智能化参数映射核心执行针对集合L中的每一个匹配对并行执行;数据结构状态更新:包括物理量更新和索引树状态反映;结果聚合与输出:汇总所有并行处理单元完成的参数映射结果。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述顶层协调模块根据耦合算法逻辑,指令流体求解器和固体求解器并行启动计算步骤,包括:求解器调用触发:顶层协调模块依据耦合算法逻辑,指令流体求解器和固体求解器并行启动计算;这些求解器在执行其核心任务时,会产生大量的计算操作,特别是混合了计算密集型和访存密集型的负载;DPMSO策略应用与深度优化:为应对上述混合计算负载并最大化硬件效能和并行效率,动态并行多流优化DPMSO策略在求解器核心计算阶段被动态激活。
10.一种全堆芯并行流固耦合仿真系统,其特征在于,包括:全局协同耦合仿真调度模块、层级索引森林管理模块、高性能并行求解器模块和智能参数传递模块;其中,全局协同耦合仿真调度模块,用于负责整体流程控制、时间步进、求解器调度、收敛判断和模块间通信触发;层级索引森林管理模块,用于负责CLGIF的分布式并行构建、高效动态更新、以及提供快速几何查询服务;高性能并行求解器模块,用于内嵌或紧密集成流体和固体物理场的数值求解器,并应用动态并行多求解器优化模块以最大化其计算性能和扩展性;智能参数传递模块,用于负责执行流固界面上的物理量交换,其核心是GME驱动的区域感知RBF映射引擎,确保传递的精度与效率。