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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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EXtreme-scale Algebraic MultiGrid for next-generation nuclear simulations

Descripción del proyecto

Mejores herramientas para simular futuros sistemas nucleares

La fusión nuclear promete una energía segura y sostenible, pero se enfrenta a importantes retos, como mantener altas temperaturas y confinar el plasma caliente en campos magnéticos. Mientras tanto, la fisión nuclear proporciona energía libre de carbono y beneficios médicos, pero adolece de problemas de seguridad, vida útil del reactor y gestión de residuos. La dinámica de fluidos computacional (DFC) y la magnetohidrodinámica (MHD) son cruciales para el avance de las tecnologías nucleares, pero se ven limitadas por la complejidad de los cálculos a escala extrema. Con el apoyo de las acciones Marie Skłodowska-Curie, el proyecto EXAMG planea desarrollar un novedoso preacondicionador multimalla algebraico que aproveche la potencia del procesador gráfico para realizar simulaciones DFC y MHD eficientes. Para apoyar la estrategia energética de la Unión Europea, el proyecto EXAMG debería contribuir a mejorar la seguridad de los reactores, la investigación sobre la fusión y el ecosistema europeo de supercomputación a exaescala.

Objetivo

Nuclear fusion has long been promised to deliver safe, cost-efficient, and sustainable energy production, but significant technical challenges remain in tokamak design, such as sustaining the extremely high required temperatures and effectively confining the hot plasma with magnetic fields. Conversely, nuclear fission provides large quantities of carbon-free energy and has critical medical applications but poses serious safety challenges, including reactors' limited life and nuclear waste management. In this context, Computational Fluid Dynamics (CFD) and Magnetohydrodynamics (MHD) are key to accelerating nuclear innovation. However, tokamak and nuclear reactor thermal hydraulics simulations remain elusive due to the vast range of relevant scales involved, which demand an exceptional mesh resolution. As a result, advancing these applications requires very accurate CFD and MHD simulations, whose main bottleneck is the solution of extreme-scale sparse linear systems. The EXAMG project addresses such challenges through a novel Algebraic Multigrid (AMG) preconditioner whose design involves a multidisciplinary team with experts in numerical linear algebra, high-performance computing and computational physics. The resulting linear solver combines multigrid's optimality with AMG's flexibility and GPU's capabilities to deliver a lightweight yet very effective method enabling unprecedented extreme-scale CFD and MHD simulations of nuclear applications. In this sense, EXAMG targets several key research areas of the EU's energy research and innovation strategy, directly supports the European Green Deal and closely aligns with Euratom research domains by fostering the extreme-scale simulations required to develop safer fission reactors and advance the European fusion roadmap. Furthermore, deploying advanced software for exascale supercomputers contributes to the EuroHPC JU major initiative of establishing a world-class European HPC ecosystem.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinador

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI PADOVA
Aportación neta de la UEn
€ 209 483,28
Coste total
Sin datos

Socios (3)