何澤鴻 葉民友 王忠偉 毛世峰 徐 坤

1（中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 核科學(xué)技術(shù)學(xué)院 合肥 230027）

2（中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所 合肥 230027）

MCNP與后處理軟件耦合應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)

何澤鴻1葉民友1王忠偉2毛世峰1徐 坤1

1（中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 核科學(xué)技術(shù)學(xué)院 合肥 230027）

2（中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所 合肥 230027）

中子通量密度分布和核熱分布計(jì)算是聚變堆設(shè)計(jì)過(guò)程中至關(guān)重要的一環(huán)，其代表性計(jì)算軟件是基于蒙特卡羅方法的MCNP程序，但計(jì)算結(jié)果不能直接導(dǎo)入后處理軟件Ensight、Paraview、ANSYS等作分析處理。為此開(kāi)發(fā)一款耦合應(yīng)用程序支持MCNP計(jì)算結(jié)果數(shù)值邏輯操作和到各種后處理軟件格式轉(zhuǎn)換，以提升相關(guān)人員對(duì)MCNP數(shù)據(jù)分析效率。

蒙特卡羅方法，后處理，Ensight，ANSYS，Paraview，MCNP

MCNP[1]是美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的一款基于蒙特卡羅方法的粒子運(yùn)輸程序，可以計(jì)算復(fù)雜三維幾何結(jié)構(gòu)的中子、光子、電子或耦合粒子的運(yùn)輸問(wèn)題。它幾何適應(yīng)性好，可以真實(shí)模擬物理問(wèn)題。如用于熔鹽堆不同堆芯邊界下的物理研究[2]、中子屏蔽材料的屏蔽性能模擬[3]等，其結(jié)果與實(shí)際十分符合，所以在輻射屏蔽設(shè)計(jì)優(yōu)化、反應(yīng)堆設(shè)計(jì)、（次）臨界裝置實(shí)驗(yàn)法等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。

MCNP作為聚變堆工程設(shè)計(jì)中子學(xué)和核熱分布計(jì)算代表性軟件，其計(jì)算結(jié)果存在以文本形式輸出、數(shù)據(jù)量極大、人工直接分析效率低和不直觀等問(wèn)題。

同時(shí)，在聚變堆設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)設(shè)計(jì)分析人員不僅需要對(duì)MCNP計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)直接進(jìn)行提取分析，也需要對(duì)其計(jì)算結(jié)果導(dǎo)入到相關(guān)分析軟件，使MCNP計(jì)算體素模型和聚變堆幾何模型進(jìn)行結(jié)合[4?5]，繼而將MCNP模擬計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見(jiàn)。

為此依托中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)核學(xué)院“2014年國(guó)家磁約束核聚變能發(fā)展研究專(zhuān)項(xiàng)”中《CFETR設(shè)計(jì)軟件的集成及堆芯參數(shù)的優(yōu)化》課題，以微軟公司的Visual Studio 2010作為程序開(kāi)發(fā)的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)，C/C++作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，在該項(xiàng)目平臺(tái)下開(kāi)發(fā)MCNP到后處理軟件相關(guān)接口模塊。程序可以封裝為相關(guān)類(lèi)作為平臺(tái)可調(diào)用功能模塊之一，同時(shí)也作為單獨(dú)可執(zhí)行耦合應(yīng)用程序提供相關(guān)分析人員使用，以提高相關(guān)聚變堆工程設(shè)計(jì)效率。

本文首先介紹程序的總體框架設(shè)計(jì)，其次闡述各個(gè)功能模塊，再次介紹相關(guān)功能應(yīng)用案例。在編碼完成后，先采用白盒測(cè)試方法完成代碼調(diào)試，再通過(guò)編譯器生成相關(guān)可執(zhí)行文件，然后讀取MCNP輸出計(jì)數(shù)實(shí)例文件進(jìn)行功能測(cè)試。本測(cè)試樣例采用中國(guó)聚變工程試驗(yàn)堆(China Fusion Engineering Test Reactor, CFETR)中子學(xué)分析基準(zhǔn)模型內(nèi)部分區(qū)域的MCNP模擬計(jì)算結(jié)果，通過(guò)程序轉(zhuǎn)換后導(dǎo)入后處理軟件，與CAD模型相結(jié)合分析或單獨(dú)直接可視化處理，籍此提高M(jìn)CNP結(jié)果數(shù)據(jù)的分析效率。最后對(duì)工作進(jìn)行總結(jié)和展望。

1 程序總體框架設(shè)計(jì)

1.1 程序/代碼架構(gòu)

MCNP與后處理軟件耦合應(yīng)用程序目標(biāo)在于提供MCNP計(jì)算結(jié)果到各種后處理軟件分析的橋梁，以提高工程設(shè)計(jì)效率。在整個(gè)程序設(shè)計(jì)中，按照現(xiàn)代軟件工程[6]的開(kāi)發(fā)要求，采用針對(duì)數(shù)據(jù)處理的“輸入-加工-輸出”(Hierarchical Input Process Output, HIPO)結(jié)構(gòu)化分析方法，進(jìn)行程序框架設(shè)計(jì)。其基本思路在于，首先將表達(dá)問(wèn)題中的信息、數(shù)據(jù)的變換和傳遞過(guò)程以數(shù)據(jù)流圖的形式加以表示，然后確定系統(tǒng)整體的數(shù)據(jù)流模型。

最后，以數(shù)據(jù)流圖代表整個(gè)數(shù)據(jù)處理的系統(tǒng)，按照數(shù)據(jù)流圖分解和抽象工作的步驟，將數(shù)據(jù)流模型映射為相關(guān)軟件結(jié)構(gòu)模塊，即將數(shù)據(jù)傳送駐留節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)為相關(guān)程序模塊。為此，依照數(shù)據(jù)流圖(圖1)，程序可設(shè)計(jì)為4個(gè)主要功能模塊：(1) MCNP計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)讀入與存儲(chǔ)；(2) MCNP計(jì)數(shù)結(jié)果邏輯操作；(3) MCNP計(jì)算結(jié)果與Paraview、Ensight耦合；(4) MCNP計(jì)算結(jié)果與ANSYS耦合。

圖1 以數(shù)據(jù)流形式表現(xiàn)的程序架構(gòu)Fig.1 Data stream of the application architecture.

1.2 直角坐標(biāo)MCNP計(jì)算結(jié)果分析與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)組織形式，是計(jì)算機(jī)可以直接識(shí)別的基本和重要對(duì)象。對(duì)于以數(shù)據(jù)流形式分層設(shè)計(jì)的本程序，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響到前面文件讀入，中間數(shù)據(jù)邏輯操作，后面的數(shù)據(jù)輸出功能模塊設(shè)計(jì)。

按上述的數(shù)據(jù)流模型，在程序前端，MCNP計(jì)算結(jié)果讀入內(nèi)存后，需要設(shè)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行存儲(chǔ)。為此首先需將直角坐標(biāo)系MCNP計(jì)算結(jié)果文件的物理結(jié)構(gòu)映射為相關(guān)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

從物理意義角度看，MCNP輸出的網(wǎng)格計(jì)數(shù)類(lèi)型Meshtal文件（下稱(chēng)計(jì)數(shù)文件），是由一個(gè)經(jīng)用戶(hù)創(chuàng)建的稱(chēng)為INP的輸入文件卡片經(jīng) MCNP 計(jì)算得到的文本數(shù)據(jù)結(jié)果，里面含有三維空間離散后網(wǎng)格幾何信息和不同入射能量粒子信息，并且包含每一個(gè)網(wǎng)格單元某物理量（如中子通量密度）的統(tǒng)計(jì)平均值。第一部分“X direction，Y direction，Z direction”為網(wǎng)格幾何的坐標(biāo)信息，代表體素[7]空間的幾何信息，“Energy bin boundaries”為粒子的能量信息，代表不同的能量粒子，下面逐行“X，Y，Z，Result，Error”代表每個(gè)在笛卡爾坐標(biāo)系下劃分不同網(wǎng)格單元的中心坐標(biāo)信息、物理屬性信息和計(jì)算誤差值。

從計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度看，可以將網(wǎng)格幾何每一行數(shù)據(jù)看做一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)行鏈表(vector＜float＞)，網(wǎng)格單元數(shù)據(jù)每一行看做一個(gè)整體元祖(Tuple)數(shù)據(jù)，從上往下看成元祖延展的列鏈表。

C++中STL模板類(lèi)[8]提供了豐富可直接使用存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的容器，可以使用vector＜float＞模板對(duì)象存儲(chǔ)計(jì)數(shù)文件網(wǎng)格幾何數(shù)據(jù)。利用元祖(Tuple)存儲(chǔ)行數(shù)據(jù)，vector容器（單元為元祖）存儲(chǔ)整個(gè)計(jì)數(shù)文件網(wǎng)格單元行信息，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為vector＜tuple＜string,float,float,float,float＞＞。

1.3 MCNP計(jì)數(shù)文件數(shù)據(jù)邏輯操作

MCNP計(jì)算輸出的計(jì)數(shù)文件所含信息隨輸入控制文件而改變，計(jì)數(shù)文件大體可劃分兩種特性類(lèi)型：一是計(jì)數(shù)文件可能有多種粒子計(jì)算結(jié)果，例如一個(gè)計(jì)數(shù)文件同時(shí)含有中子、光子的模擬結(jié)果；二是相同幾何區(qū)域MCNP模擬的中子、光子等粒子計(jì)數(shù)結(jié)果分布不同計(jì)數(shù)文件下。

分析人員對(duì)MCNP計(jì)數(shù)文件內(nèi)數(shù)據(jù)操作的功能需求也多樣化，常常需要對(duì)計(jì)數(shù)文件內(nèi)的網(wǎng)格單元的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行相關(guān)數(shù)學(xué)邏輯操作。例如做熱分析人員需要計(jì)算全部粒子對(duì)一個(gè)空間的核熱總分布值，但是對(duì)于相同網(wǎng)格幾何計(jì)數(shù)文件，各個(gè)粒子計(jì)算結(jié)果分布于不同文件下，程序需要將相同網(wǎng)格幾何下不同粒子計(jì)數(shù)文件的核熱數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加。同時(shí)也可能是對(duì)于不同粒子計(jì)算統(tǒng)計(jì)誤差取均方根或均值，或?qū)Χ嗔Ｗ訌?fù)合計(jì)數(shù)文件分解為單粒子的文件，以單獨(dú)提取各個(gè)粒子物理計(jì)算信息、誤差信息等。

為此程序開(kāi)發(fā)相關(guān)數(shù)據(jù)邏輯操作功能：計(jì)算結(jié)果的疊加、取平均值、對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行乘以某一個(gè)運(yùn)算系數(shù)、或?qū)?fù)合的計(jì)數(shù)文件進(jìn)行分解等，以滿(mǎn)足分析人員功能性需求。

1.4 MCNP計(jì)算結(jié)果與Paraview/Ensight耦合

1.4.1 模塊功能需求背景

聚變堆工程設(shè)計(jì)中MCNP模擬計(jì)算數(shù)據(jù)量動(dòng)輒幾十兆，網(wǎng)格數(shù)量少則數(shù)萬(wàn)，多則百萬(wàn)級(jí)別，對(duì)人員大數(shù)據(jù)分析能力要求較高。面對(duì)瀚海數(shù)據(jù)，分析人員也可能丟失潛在重要信息，若通過(guò)人工方法分析某一局部數(shù)據(jù)，也很難從整體把握數(shù)據(jù)場(chǎng)分布。

為此，MCNP計(jì)算結(jié)果分析很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)其只能應(yīng)用在簡(jiǎn)化的二維計(jì)算模型上。

隨著計(jì)算方法的進(jìn)步和計(jì)算機(jī)性能的提升，三維中子學(xué)計(jì)算成為主流，模型中包含的結(jié)果越來(lái)越豐富，審視如此大的數(shù)據(jù)量將消耗很多的時(shí)間和精力。在聚變能事業(yè)快速發(fā)展的背景下，迫切需要發(fā)展一種能直觀快速分析中子學(xué)計(jì)算結(jié)果的手段，將Paraview或Ensight數(shù)據(jù)后處理分析軟件應(yīng)用在MCNP計(jì)算結(jié)果的可視化[9]上就可以很好地滿(mǎn)足這種需求。

1.4.2 設(shè)計(jì)思路

Paraview和Ensight都是可對(duì)二維和三維數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和可視化的后處理軟件，兩者功能相近，前者是開(kāi)源免費(fèi)軟件，基于VTK (Visualization toolkit)開(kāi)發(fā)，可以直接使用，后者則是一款商業(yè)軟件。Ensight對(duì)于較大數(shù)據(jù)規(guī)模比Paraview更有優(yōu)勢(shì)。同時(shí)兩者可識(shí)別的數(shù)據(jù)文件格式很多是可以通用，如XML、TSC2文件等。MCNP中子學(xué)計(jì)算結(jié)果經(jīng)過(guò)程序轉(zhuǎn)換后，兩者都可以用于其可視化分析和后處理。下面以VTK作為中間層編寫(xiě)到Paraview和Ensight的轉(zhuǎn)換函數(shù)。

VTK[10]是一個(gè)開(kāi)放資源的免費(fèi)軟件系統(tǒng)（庫(kù)），它的內(nèi)核是用C++構(gòu)建，主要用于三維計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理和可視化。且VTK包含大量各種數(shù)據(jù)格式輸出接口類(lèi)，支持各種格式的文件輸入輸出，自然也提供Paraview和Ensight可識(shí)別的格式接口支持。

為此將MCNP對(duì)Paraview和Ensight的接口模塊開(kāi)發(fā)合并與一起。在MCNP計(jì)數(shù)文件讀入內(nèi)存處理完畢后，利用VTK提供相關(guān)輸出格式接口類(lèi)vtkXMLWriter、vtkEnsightWriter等，分別二次封裝成相應(yīng)輸出函數(shù)(圖2)，將讀取的網(wǎng)格幾何數(shù)據(jù)和網(wǎng)格單元屬性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并輸出相關(guān)可識(shí)別文件。

1.4.3 功能驗(yàn)證/效果圖

在功能驗(yàn)證部分，采用黑盒測(cè)試方式，首先對(duì)程序輸入輸出進(jìn)行接口測(cè)試。在代碼通過(guò)調(diào)試后，再采用相關(guān)中國(guó)聚變工程設(shè)計(jì)堆中子學(xué)分析基準(zhǔn)模型(圖3)和工程設(shè)計(jì)CAD模型(圖4)進(jìn)行程序轉(zhuǎn)換功能驗(yàn)證。

圖2 VTK與Ensight (Paraview)Fig.2 VTK to Ensight (Paraview).

圖3 中子學(xué)分析模型Fig.3 Neutron analysis model.

圖4 CAD設(shè)計(jì)模型Fig.4 CAD design model.

中子學(xué)分析模型和CAD設(shè)計(jì)模型為不同文件，前者僅用于MCNP模擬計(jì)算，后者則是工程設(shè)計(jì)文件，可直接導(dǎo)入Paraview/Ensight等后處理軟件。

由于中國(guó)聚變工程設(shè)計(jì)堆中子學(xué)分析基準(zhǔn)模型尺寸較大，整個(gè)模型進(jìn)行MCNP中子學(xué)計(jì)算或核熱計(jì)算時(shí)間過(guò)于漫長(zhǎng)，普通PC電腦硬件平臺(tái)資源也無(wú)法支撐如此巨大計(jì)算量。為此僅截取模型的部分區(qū)域模塊（圖3中的兩個(gè)框），區(qū)域1通過(guò)MCNP做中子通量密度分布模擬計(jì)算，區(qū)域2通過(guò)MCNP做核熱分布模擬計(jì)算，然后得到計(jì)數(shù)文件1（中子通量密度分布）和計(jì)數(shù)文件2（核熱分布）。

在此驗(yàn)證部分，程序轉(zhuǎn)換計(jì)數(shù)文件1后導(dǎo)入Paraview/Ensight采取與CAD模型結(jié)合分析方式(圖5)。

圖5 計(jì)數(shù)文件加載于ParaviewFig.5 Count files loaded on Paraview.

先使用程序?qū)⒂?jì)數(shù)文件1轉(zhuǎn)換為相應(yīng)格式，然后將轉(zhuǎn)換后文件和中國(guó)聚變工程試驗(yàn)堆的CAD模型(圖4)都導(dǎo)入Paraview/Ensight，并設(shè)置相關(guān)數(shù)值到顏色的映射，最后可以直觀反映出所選取區(qū)域1(圖3)的中子通量密度在CAD模型中的分布(圖5)。通過(guò)區(qū)域顏色趨勢(shì)分布的觀察，設(shè)計(jì)人員可以了解MCNP模擬計(jì)算是否符合預(yù)期。若將整個(gè)中子學(xué)設(shè)計(jì)模型分成多個(gè)區(qū)域，單獨(dú)做中子學(xué)MCNP模擬計(jì)算，通過(guò)程序轉(zhuǎn)換導(dǎo)入Paraview/Ensight，則可以看出三維空間整個(gè)幾何模型的中子通量密度或其他物理量整體分布，這樣可視化效果更佳，對(duì)工程指導(dǎo)意義更大。

1.5 MCNP計(jì)算結(jié)果與ANSYS耦合

1.5.1 模塊功能需求背景

在聚變堆包層的設(shè)計(jì)中研究領(lǐng)域包括材料科學(xué)、中子物理、熱工水力與安全、電磁學(xué)等，其中包層設(shè)計(jì)很多工程中復(fù)雜真實(shí)的物理系統(tǒng)幾何和載荷工況都可以依賴(lài)有限元分析[11]方法求解。其中具有代表性有限元分析ANSYS軟件，在聚變堆工程設(shè)計(jì)中核熱分析、應(yīng)力分析[12]和數(shù)值模擬分析等方面有十分重要應(yīng)用基礎(chǔ)。

MCNP幾何柵元模擬計(jì)算是體素空間宏觀整體的結(jié)果，但工程設(shè)計(jì)中的幾何模塊比較復(fù)雜，MCNP計(jì)算結(jié)果中部件幾何細(xì)節(jié)信息會(huì)丟失，如果可以對(duì)MCNP幾何柵元進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化，則可以更好模擬出各種物理量分布結(jié)果。

ANSYS可以對(duì)網(wǎng)格幾何柵元進(jìn)行更進(jìn)一步細(xì)化分析。對(duì)此，利用MCNP對(duì)模型幾何柵元進(jìn)行體素空間宏觀數(shù)值模擬，設(shè)置相關(guān)邊界條件參數(shù)，再應(yīng)用于ANSYS以有限元辦法對(duì)幾何柵元進(jìn)行細(xì)化二次分析，可以更加真實(shí)模擬出包層設(shè)計(jì)模型中核熱等物理量分布。

1.5.2 設(shè)計(jì)與驗(yàn)證

由于ANSYS可以支持列表類(lèi)型的TXT文本文件輸入，為此MCNP計(jì)算結(jié)果到ANSYS耦合部分可以利用C++標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中輸入輸出函數(shù)和類(lèi)，單獨(dú)編寫(xiě)ANSYS可識(shí)別列表文件輸入函數(shù)AnsysWriter。

在此驗(yàn)證部分，程序轉(zhuǎn)換計(jì)數(shù)文件2后導(dǎo)入ANSYS直接做可視化分析處理。

選取前面所述中國(guó)聚變工程試驗(yàn)堆中子學(xué)標(biāo)準(zhǔn)分析模型(圖3)區(qū)域2（背板-屏蔽層-真空室(圖6)），通過(guò)MCNP做熱載荷的分布計(jì)算，得到輸出計(jì)數(shù)文件2，然后將計(jì)數(shù)文件2通過(guò)程序轉(zhuǎn)換后導(dǎo)入ANSYS，并且設(shè)定邊界條件和參數(shù)，得到相關(guān)驗(yàn)證圖。

圖6 MCNP計(jì)算核熱網(wǎng)格區(qū)域放大圖Fig.6 MCNP calculation grid area enlargement of thermal distribution.

加載到ANSYS(圖7、8)后，可以直觀看出核熱的區(qū)域分布效果(圖9)，設(shè)計(jì)人員將預(yù)測(cè)分布結(jié)果與ANSYS可視化效果進(jìn)行對(duì)比，可以更加準(zhǔn)確確定中國(guó)聚變工程試驗(yàn)堆設(shè)計(jì)部件尺寸、材料等各種參數(shù)是否合理，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

圖7 導(dǎo)入ANSYS效果圖示Fig.7 Import ANSYS results illustrated.

圖8 ANSYS對(duì)網(wǎng)格細(xì)化Fig.8 Mesh refinement by ANSYS.

圖9 ANSYS分析區(qū)域核熱分布Fig.9 Analysis of thermal distribution by ANSYS.

2 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)開(kāi)發(fā) MCNP與后處理軟件耦合應(yīng)用程序，不僅可以將MCNP計(jì)算的中子通量和核熱分布等結(jié)果以直觀的可視化形式展示出來(lái)，也可以與聚變堆CAD模型疊加顯示[13]，從而克服中子學(xué)簡(jiǎn)化模型難以反映實(shí)際結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)。若在與三維立體[14]虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)配合使用時(shí)，具有非常好的視覺(jué)效果，能極大地提高了審視MCNP結(jié)果數(shù)據(jù)的效率，為分析研究聚變堆內(nèi)中子的分布規(guī)律和快速做出設(shè)計(jì)決策提供了有效的軟件工具。目前程序已經(jīng)實(shí)現(xiàn)MCNP計(jì)算結(jié)果網(wǎng)格數(shù)據(jù)邏輯操作和到后處理軟件Paraview、Ensight、ANSYS接口轉(zhuǎn)換功能，同時(shí)通過(guò)大量樣例測(cè)試，并且預(yù)留相關(guān)接口用于日后到Fluent、CFX等軟件轉(zhuǎn)換功能開(kāi)發(fā)。程序既可以封裝為相關(guān)類(lèi)，以作為總體項(xiàng)目《CFETR設(shè)計(jì)軟件的集成及堆芯參數(shù)的優(yōu)化》平臺(tái)一個(gè)功能模塊，也可以單獨(dú)作為一個(gè)獨(dú)立應(yīng)用程序給以相關(guān)人員使用，為相關(guān)MCNP模擬計(jì)算到實(shí)際工程設(shè)計(jì)決策提高有效工具支持。

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CLC TL32

MCNP coupled with post-processing software application development

HE Zehong1YE Minyou1WANG Zhongwei2MAO Shifeng1XU Kun1
1(School of Nuclear Science and Technology, University of Science and Technology of China, Hefei 230027, China)
2(Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230027, China)

Background: Neutron flux and thermal distributed computing are vital parts of the process of nuclear fusion reactor design, its representative calculation software MCNP is based on the Monte Carlo method. However, the output of MCNP is a text file, thus the results are not conveniently and visually represented by manual analysis, and cannot be directly imported into post-processing software such as Ensight, Paraview and ANSYS for processing. Purpose: In order to enhance the efficiency of data analysis of MCNP output, a coupling program between the MCNP and post-processing software is proposed and implemented in this paper. Methods: The Microsoft Visual Studio 2010 (VS2010) is taken as a development platform, the coupling program is developed using C/C++ programming language to perform numerical/logic operations and various kinds of data format conversion required by post-processing software such as Ensight, Paraview and ANSYS, etc. Results: The coupling program was tested via “while-box”method, logical operations of MCNP calculation results, and data format conversion of MCNP data file processed by this program are satisfied for the requirement of the post-processing software for visual analysis. Conclusion: It provides effective support tools that bridge the connection between MCNP and the post-processing software for practical engineering design.

Monte Carlo, Post-processing, Ensight, ANSYS, Paraview, MCNP

TL32

10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.060601

No.11375191)、CFETR設(shè)計(jì)軟件的集成及堆芯參數(shù)的優(yōu)化(No.2014GB110000)資助

何澤鴻，男，1989年出生，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院研三，研究領(lǐng)域?yàn)楹丝茖W(xué)與核技術(shù)

葉民友，E-mail: yemy@ustc.edu.cn

2015-03-31，

2015-04-17