Décomposition de domaine pour le code monte-carlo de nouvelle génération tripoli-5 h/f

Décomposition de domaine pour le code Monte-Carlo de nouvelle génération TRIPOLI-5 H/F


Description du poste

Neutronique et physique des réacteurs


Sujet de stage

La simulation Monte Carlo est la méthode de référence (« golden standard ») pour le transport de neutrons dans les systèmes nucléaires.
L'objectif de cette nouvelle génération de codes est de réaliser des calculs multi-physiques en couplant le solveur de l'équation de transport pour la densité de neutrons, les solveurs de la thermique et de la thermo-hydraulique, ainsi qu'un solveur des équations de Bateman pour l'évolution isotopique du combustible nucléaire. Ces calculs, irréalisables jusqu'à très récemment, sont aujourd'hui à notre portée grâce à l'augmentation spectaculaire de la puissance de calcul disponible.
Cela implique toutefois de nouveaux défis afin de surmonter les problèmes liés à la charge de mémoire induite par le nombre considérable de données nécessaires dans les simulations multi-physiques.

Le travail post-doctoral explorera de nouvelles stratégies visant à réduire considérablement l'occupation de la mémoire et donc à rendre ces simulations viables.


Durée du contrat (en mois)


Description de l'offre

La solution à cette limitation réside dans une « décomposition de domaine » afin de répartir les besoins en mémoire d'une simulation unique sur plusieurs nœuds de calcul. Le problème de la décomposition de domaine ne présente pas les mêmes défis ni les mêmes approches pour les méthodes déterministes et pour les simulations de Monte-Carlo. Un certain nombre de méthodes de décomposition de domaine ont été proposées dans la littérature, et quelques codes de simulation neutronique ont testé certaines implémentations.

Une première étape bibliographique du travail permettra d’identifier l'ensemble des méthodes déjà proposées et d'effectuer une première analyse des avantages et des inconvénients.

À partir de cette analyse, deux méthodes concurrentes seront proposées pour une mise en œuvre effective dans le code TRIPOLI-5.

Ces implémentations devront fonctionner sans problème avec le parallélisme à plusieurs niveaux déjà défini dans TRIPOLI-5 : mémoire partagée, mémoire distribuée et simulations indépendantes. TRIPOLI-5 est censé fonctionner avec des architectures CPU et GPU : l'architecture des deux implémentations à tester permettra de supporter plusieurs algorithmes pour des fonctionnalités similaires.

Les performances seront testées pour plusieurs configurations de benchmark et évaluées pour les deux cibles matérielles CPU et GPU.

Le travail sera proposé pour publication dans une revue à comité de lecture.

Description du poste

Le Laboratoire de Neutronique de l'IRSN a une longue expérience du développement de codes de transport neutronique Monte-Carlo à travers le code de criticité MORET, à laquelle s'ajoute la longue expérience du CEA avec le code TRIPOLI. Les encadrants cumulent de nombreuses années de R&D dans les méthodes Monte-Carlo, comme en témoigne leur nombre de publications dans le domaine.

Les travaux seront réalisés en collaboration avec l'équipe TRIPOLI-5, composée de plusieurs développeurs ayant des compétences pointues en physique, en mathématiques et en informatique, provenant à la fois de l'IRSN et du CEA. Le candidat aura accès à son propre poste de travail, au cluster local Farux de l'IRSN et aux ressources HPC du TGCC pour les CPU et les GPU.


Moyens / Méthodes / Logiciels


Profil du candidat

Doctorat en ingénierie ou en mathématiques appliquées, en particulier dans le domaine des simulations numériques et des méthodes de Monte Carlo.


Localisation du poste

Fontenay-aux-Roses


Critères candidat


Diplôme préparé


Formation recommandée


Possibilité de poursuite en thèse


Demandeur


Disponibilité du poste


Informations générales


Entité de rattachement

Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.
Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.
Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.
Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :
• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité


Référence

2023-26315


Description de l'unité

Au sein du SERMA, le Service d'Etudes des Réacteurs et de Mathématiques Appliquées de la DES, le laboratoire LTSD (Laboratoire de Transport Stochastique et Données) est en charge du développement des codes Monte-Carlo de transport de particules de la génération actuelle (TRIPOLI4) et future (TRIPOLI5).

#J-18808-Ljbffr