Reaktorszimulációs rendszer fejlesztése a BME Nukleáris Technika Intézettel

2021-2022 ősz

Szoftver

Téma leírása

A feladat a BME Nukleáris Technika Intézet (NTI) GUARDYAN (http://awing.reak.bme.hu/GUARDYAN/wiki) projektjéhez kapcsolódik.

A projekt célja egy olyan szimulátor fejlesztése, mely a reaktorban végbemenő folyamatokat szimulálja. Ezzel a világon még két másik kutatócsoport foglakozik, így elég egyedi és különleges. A megoldás alapja egy a számítógépes grakikából ismerős sugárkövetés algoritmushoz hasonló, viszont itt a neutron visszaverődések követése valószínűségi alapokon, másképp működik, mint a fénynél.

A téma keretében két fő irányba lehet elindulni: a jelenlegi algoritmus fejlesztésbe bekapcsolódva szükség lenne egy olyan megoldásra, mely nagy sebességgel képes megtalálni a sugárkövetés sugara által érintett geometriai elemeket és a döféspontokat, ami a több százezres darabszám miatt valószínűleg cseles, térbeli indexelési eljárásokat igényel (KD-tree alapokon például?). A megfelelő számítási teljesítmény érdekében a megoldás GPU-n futó, CUDA, C++ implementáció.

A másik fő irány a folyamatok áttekintését szolgáló vizualizáció. A rendszer felhasználói felülete jelenleg nagyon korlátozott és nem alkalmas arra, hogy például a reaktor geometriájának összeállításakor keletkező hibákat vizuálisan megkeresse a felhasználó. Ilyen például, ha egy térfogatrésznek (cellának) nincsen helyesen beállítva a szomszédja, egy felület normálvektora rossz irányba áll és ezért összekeveredik, hogy mi van kint és mi van bent az alakzatban. Hosszabb távon pedig a számítások közben akár folyamatában is meg lehetne jeleníteni, hogy a reaktorban például hol mennyire nő a hőmérséklet.

A fenti célok hosszabb távú célok, természetesen nem egy fél éves, egy embernek szóló feladat a megoldása. Viszont a témán keresztül be lehet kapcsolódni egy nemzetközi szintű kutatási projektbe, melyben rengeteg tapasztalatot lehet gyűjteni, bőségesen lehet belőle TDK-zni és akár a doktori képzés keretében is lehet majd folytatni. Ha tetszik az algoritmus elmélet, a sugárkövetés világa, a CUDA, vagy a menő vizualizációra képes felhasználói felület, akkor ebben a témában fogsz találni neked való részfeladatot. Segítség természetesen van és mivel a mintatantervben a feladathoz szükséges ismeretek jelentős része nincsen benne, teljesen természetes, hogy az elején bele kell tanulni dolgokba.

Pár példa a projektből: http://awing.reak.bme.hu/GUARDYAN/wiki/GuarDyan_Examples

Feltételek

  • C++ ismeretek

Maximális létszám: 2 fő