分布式多溫度ace庫(kù)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于核數(shù)據(jù)技術(shù)，具體涉及一種針對(duì)ACE格式連續(xù)能量點(diǎn)截面庫(kù)的制作方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著核工程設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，中子輸運(yùn)過(guò)程的蒙卡模擬在核工程中應(yīng)用越來(lái)越廣 泛。相應(yīng)地，對(duì)與蒙卡程序MCNP配套的ACE格式連續(xù)能量點(diǎn)截面庫(kù)（ACE庫(kù)）的需求也不 斷增長(zhǎng)，在包含核素的數(shù)量、數(shù)據(jù)的可靠性、溫度數(shù)量和范圍、數(shù)據(jù)庫(kù)的適用范圍等方面提 出了越來(lái)越高的要求。
[0003] 制作ACE庫(kù)最基本的方法是采用美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LANL)開(kāi)發(fā)的核 數(shù)據(jù)處理程序NJ0Y。該程序的目前廣泛應(yīng)用的版本是NJ0Y99 (可參見(jiàn)R. E. MacFarlane and D. ff. Muir. NJ0Y99. 0, Code System for Producing Pointwise and Multigroup Neutron and Photon Cross Sections from ENDF/B Data.Los Alamos National Laboratory，LA-12740-M，2000.)。以ENDF-6格式存儲(chǔ)的全套中子評(píng)價(jià)核數(shù)據(jù)為輸入，按照 核數(shù)據(jù)處理流程調(diào)用NJ0Y99程序的多個(gè)模塊對(duì)核數(shù)據(jù)進(jìn)行多步處理，就能夠計(jì)算得到單 核素、單溫度的ACE文檔。不過(guò)，NJ0Y/ACER模塊一次只能夠加工制作一個(gè)溫度、一個(gè)核素的 ACE文檔。在NJ0Y99運(yùn)行過(guò)程中，模塊的調(diào)用和大量運(yùn)行參數(shù)的輸入是通過(guò)輸入卡（輸入 文件）來(lái)輸入的。手工編寫(xiě)這些輸入卡非常繁瑣。當(dāng)前國(guó)際上主要評(píng)價(jià)核數(shù)據(jù)庫(kù)，如ENDF/ B-VII. 1、JENDL-4. 0、JEFF-3. 2等的規(guī)模大約為400個(gè)核素。采用手動(dòng)編寫(xiě)輸入卡的方式 制作400個(gè)核素規(guī)模的全套中子評(píng)價(jià)核數(shù)據(jù)庫(kù)的ACE庫(kù)是一種低效的做法。
[0004] 由于ACE庫(kù)在制作過(guò)程中需要改變的參數(shù)很少，主要是核素的標(biāo)識(shí)和溫度，國(guó)內(nèi) 外都已經(jīng)發(fā)展了一些比較便捷的方法來(lái)制作ACE庫(kù)。
[0005] 2008年，為了研制以ENDF/B-VII. 0為基礎(chǔ)的、包含5個(gè)溫度點(diǎn)的ACE庫(kù)ENDF70， 美國(guó)LANL研發(fā)了 Fortran程序PRENJ0Y。該程序運(yùn)行于Linux系統(tǒng)，只要在命令行鍵入 "prenjoy ZZAAA"就可以調(diào)用NJOY程序制作單個(gè)核素的ACE文檔。ZZAAA是核素的質(zhì)子數(shù) Z*1000+質(zhì)量數(shù)A。首先，需要手動(dòng)新建一個(gè)目錄，然后運(yùn)行"prenjoy ZZAAA"。PRENJ0Y程 序會(huì)檢索一個(gè)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)列表，找到該核素對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)文件，然后再生成一個(gè)cshell腳 本RUNNJ0Y。該腳本包含了拷貝文件、根據(jù)預(yù)先編制在程序中的參數(shù)生成的NJOY程序輸入 卡、運(yùn)行NJOY程序和檢查程序CHECKACE. pi等命令。手動(dòng)運(yùn)行該命令，則可以完成單個(gè)核 素、多個(gè)溫度的ACE文檔的制作。如果編制一個(gè)運(yùn)行PRENJ0Y程序的列表，則可以實(shí)現(xiàn)以串 行方式連續(xù)制作大量核素的ACE庫(kù)，繼而得到一個(gè)多溫度或單溫度的ACE庫(kù)。如果想以并 行方式運(yùn)行PRENJ0Y (實(shí)際是集群上的分布式作業(yè)），則需要手動(dòng)改變cshell腳本的名稱， 并提交作業(yè)。
[0006] PRENJ0Y雖然能夠?qū)崿F(xiàn)批量制作大量核素的ACE文件，但也存在若干不足： prenjoy腳本的運(yùn)行需要手動(dòng)執(zhí)行，降低了運(yùn)行效率；溫度參數(shù)需要預(yù)先在RUNNJ0Y程序中 編制，缺乏靈活性；沒(méi)有匯編生成ACE庫(kù)索引的功能；缺乏異常處理功能，串行運(yùn)行時(shí)如果 評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)有錯(cuò)，則可能造成運(yùn)行中斷，降低效率。
[0007] "十一五"期間，中國(guó)核數(shù)據(jù)中心建立了單溫度快中子ACE庫(kù)制作的技術(shù)方案，研制 了在Windows系統(tǒng)下自動(dòng)化制作單溫度ACE庫(kù)的程序系統(tǒng)genACE，流程如圖1所示。在該 程序系統(tǒng)中，PERL語(yǔ)言程序preACE. pi能夠遍歷ENDF. 1st文件中評(píng)價(jià)核數(shù)據(jù)文檔，自動(dòng)生 成制作單個(gè)核素、單溫度ACE文檔的NJOY輸入卡，并生成處理所有核素的批處理腳本文件 runNJOY. bat。接下來(lái)，手動(dòng)運(yùn)行runNJOY，則系統(tǒng)按圖1中的加工流程調(diào)用NJOY程序，制作 每個(gè)核素的ACE文檔，得到的ACE文檔和索引文件。最后，手動(dòng)運(yùn)行g(shù)etXSD. pi程序，則可 以生成包含所有核素的索引文件。在評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)沒(méi)有格式、物理錯(cuò)誤的條件下，genACE系統(tǒng) 能夠完成單個(gè)溫度標(biāo)準(zhǔn)ACE庫(kù)的無(wú)人值守、自動(dòng)化制作。與PRENJ0Y相比，genACE系統(tǒng)更 加快捷，手工干預(yù)更少。將一套包含400個(gè)核素的評(píng)價(jià)核數(shù)據(jù)庫(kù)加工成ACE庫(kù)的時(shí)間約為 7天。
[0008] 但是，genACE也存在與PRENJ0Y相似的不足：制作多溫度庫(kù)需要更改preACEn腳 本中的參數(shù);ACE文檔的制作也是順序執(zhí)行的，評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)處理異?？赡軐?dǎo)致錯(cuò)誤，從而中斷 執(zhí)行，造成效率降低。另外，該系統(tǒng)運(yùn)行在WINDOWS單機(jī)上，不支持分布式計(jì)算，無(wú)法利用集 群計(jì)算的優(yōu)勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種分布式多溫度ACE庫(kù)的制作方 法，從而克服缺乏異常處理的串行方法帶來(lái)的效率降低的缺陷，消除制作中途的人工干預(yù) 和代碼改寫(xiě)，充分利用高性能計(jì)算集群帶來(lái)計(jì)算能力提升，提高ACE庫(kù)制作的效率和便捷 性。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種分布式多溫度ACE庫(kù)的制作方法，包括如下步驟：
[0011] (1)準(zhǔn)備待加工制作的評(píng)價(jià)核數(shù)據(jù)庫(kù)，以及輸入?yún)?shù)文件和評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)文件路徑列 表；所述的評(píng)價(jià)核數(shù)據(jù)庫(kù)存放在單個(gè)目錄中，并在所述評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)文件路徑列表中給出包含 相對(duì)于溫度目錄的路徑和文件名稱，所述的輸入?yún)?shù)文件包含ACE庫(kù)制作過(guò)程需要的溫度 及對(duì)應(yīng)溫度目錄、庫(kù)標(biāo)識(shí)、每個(gè)溫度的索引標(biāo)識(shí)信息；
[0012] (2)準(zhǔn)備作業(yè)管理系統(tǒng)SGE進(jìn)行分布式作業(yè)所需的文件及目錄，包括：溫度目錄、 分布式作業(yè)編號(hào)腳本、SGE分布式作業(yè)腳本、所有溫度和核素的單核素單溫度NJ0Y99輸入 卡、以SGE_TASK_ID為后綴的輸入卡符號(hào)鏈接文件；
[0013] (3)遍歷各個(gè)溫度目錄，先執(zhí)行分布式作業(yè)編號(hào)腳本，對(duì)已經(jīng)生成的NJ0Y99輸入 卡進(jìn)行編號(hào)；再提交每個(gè)目錄中的SGE分布式作業(yè)腳本文件，開(kāi)始多溫度ACE庫(kù)的分布式制 作，待作業(yè)腳本正常結(jié)束后，生成的文件包括NJ0Y99運(yùn)行輸出文件、ACE庫(kù)文件以及分布式 作業(yè)運(yùn)行志；
[0014] (4)待所有分布式作業(yè)完成后，遍歷每個(gè)溫度目錄中的ACE庫(kù)文件，并從中提取每 個(gè)文件的索引信息，存儲(chǔ)在各個(gè)溫度目錄下的索引文件中，之后，將多個(gè)目錄中的索引文件 與原子數(shù)表、熱散射ACE庫(kù)索引及光子原子數(shù)據(jù)索引、電子原子數(shù)據(jù)索引合并，生成完整的 MCNP程序可用的索引文件。
[0015] 進(jìn)一步，如上所述的分布式多溫度ACE庫(kù)的制作方法，步驟（2)中，準(zhǔn)備所述溫度 目錄的方法如下：讀取所述的輸入?yún)?shù)文件，從中提取各個(gè)溫度庫(kù)擬存放的目錄名稱，按照 目錄名稱新建與溫度相對(duì)應(yīng)的目錄。
[0016] 進(jìn)一步，如上所述的分布式多溫度ACE庫(kù)的制作方法，步驟（2)中，所述的分布式 作業(yè)編號(hào)腳本用于實(shí)現(xiàn)當(dāng)前目錄下的所有參加分布式作業(yè)的NJ0Y99輸入卡的編號(hào)，并生 成名為inp. SGE_TASK_ID的符號(hào)鏈接文件；作業(yè)管理系統(tǒng)SGE需要以等差數(shù)列形式的SGE_ TASK_ID后綴來(lái)索引分布式作業(yè)中的各個(gè)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)分布式作業(yè)的管理。
[0017] 進(jìn)一步，如上所述的分布式多溫度ACE庫(kù)的制作方法，步驟（2)中，所述的SGE分 布式作業(yè)腳本具備7項(xiàng)功能：第一，根據(jù)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)文件的個(gè)數(shù)來(lái)確定每個(gè)溫度目錄中分布 式作業(yè)的任務(wù)個(gè)數(shù)；第二，運(yùn)用模式匹配分析每個(gè)以SGE_TASK_ID結(jié)尾的符號(hào)鏈接文件，獲 得實(shí)際的輸入卡文件名，并通過(guò)模式匹配從中提取ACE庫(kù)標(biāo)識(shí)；第三，以SGE_TASK_ID為名 稱，為單個(gè)核素的單溫度ACE文檔制作建立單獨(dú)的目錄，以滿足多個(gè)NJOY程序同時(shí)運(yùn)行的 要求；第四，將待加工的評(píng)價(jià)核數(shù)據(jù)文檔放入SGE_TASK_ID目錄；第五，進(jìn)入該目錄并執(zhí)行 NJ0Y99程序進(jìn)行ACE庫(kù)的加工制作；第六，待NJOY制作結(jié)束之后，將所需的輸出文件按一 定規(guī)則命名并轉(zhuǎn)移到溫度目錄中；第七，刪除SGE_TASK_ID目錄。
[0018] 進(jìn)一步，如上所述的分布式多溫度ACE庫(kù)的制作方法，步驟（2)中，準(zhǔn)備所述 NJ0Y99輸入卡的方法如下：掃描核反應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)列表中給出的所有核素的評(píng)價(jià)核數(shù)據(jù)文件， 從中提取生成ACE庫(kù)所需的信息，并按照NJ0Y99程序制作ACE庫(kù)的輸入卡要求，在以"庫(kù)標(biāo) 識(shí)+6位ZA值+1位亞穩(wěn)態(tài)標(biāo)識(shí)"命名的輸入卡文件中打印NJ0Y99輸入卡。
[0019] 進(jìn)一步，如上所述的分布式多溫度ACE庫(kù)的制作方法，其中，本方法對(duì)于不同類型 的文件，用文件后綴加以區(qū)分，NJ0Y99輸入卡后綴為".nji"、輸出文件后綴為".njo"、ACE 庫(kù)文件后綴為ace";對(duì)于同一類型的文件，采用"庫(kù)標(biāo)識(shí)+6位ZA值+1位亞穩(wěn)態(tài)標(biāo)識(shí)"作 為文件名來(lái)進(jìn)行區(qū)分；對(duì)于文件名相同的文件，則以目錄進(jìn)行區(qū)分。
[0020] 本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明所提供的分布式多溫度ACE庫(kù)的制作方法將溫度 相關(guān)參數(shù)和評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)列表以文件的形式輸入，分布式作業(yè)腳本生成、分布式作業(yè)編號(hào)、NJOY 輸入卡生成、分布式作業(yè)提交、ACE庫(kù)索引文件生成等功能均實(shí)現(xiàn)的了自動(dòng)化，消除了手工 干預(yù)，極大地提高了 ACE庫(kù)制作的效率。由于采用分布式計(jì)算，個(gè)別核素 ACE庫(kù)制作的異常 只影響自己，避免了缺乏異常處理帶來(lái)的處理過(guò)程中斷?；谥袊?guó)核數(shù)據(jù)中心包含128核 芯的ROCKS高性能計(jì)算集群，采用分布式ACE庫(kù)制作系統(tǒng)genACE2,將包含400個(gè)核素的中 子評(píng)價(jià)核數(shù)據(jù)庫(kù)制作成多溫度ACE庫(kù)，效率比intel i7/3. 4G核芯單機(jī)串行制作提高100 多倍。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1為現(xiàn)有的制作單溫度ACE庫(kù)的genACE程序的流程示意圖；
[0022] 圖2為本發(fā)明分布式多溫度ACE庫(kù)的制作流程圖；
[0023] 圖3為本