当下,核能源已经成为了新型能源的杰出代表,核能为社会发展以及人类生活做出巨大贡献的同时也带来了很多的挑战,最突出的问题在于巨量核废料应该如何妥善的处置。加速器驱动次临界系统(Accelerator Driven Sub-critical System)又名"ADS嬗变系统"是一种非常有前景的核能源废料处理方案。它能够明显降低核废料的放射能力,通过处理过程中的能量输出增强核燃料的使用效率。2011年,中国科学院开始战略先导项目“未来先进核裂变能”的研究,其目标之一就是研制一套工业级的ADS系统示范性装置。近年来,计算机软硬件技术正在高速发展,可以实现对现实世界的可视化模拟。通过CPU和GPU的协同工作以及集群技术,可以大大节约实验时间,通过计算机模拟也可以节省资金投入。本文从计算机科学的角度出发,使用Qt技术开发ADS散裂靶可视化辅助系统,使用GPU-CUDA技术来加速物理过程的模拟。本系统主要包含三个主要模块:对散裂靶模拟进行几何建模、颗粒流模拟运输和高能蒙特卡洛计算及相关计算结果可视化。散裂靶的几何可视化建模(依据实际物理计算得到的几何信息来建模)模块主要是通过开源的几何引擎OpenCASCADE来实现可视化的建立模型以及对模型的操作,然后使用STEP标准,将建模结果转化为MCNP可识别的文件格式,同时为散裂靶颗粒流的流体力学模拟过程提供支持。最后使用MFC和Qt技术来实现可视化的用户界面,为用户提供了数据交互的接口,方便使用者和建模软件模块之间的数据交互。颗粒流模拟输运模块使用DEM的方法进行颗粒流的输运模拟,并使用GPU和集群技术进行并行计算,实现加速模拟过程。主要解决颗粒流及容器壁碰撞的流体力学过程,包括:边界的检测、颗粒位置的判断、运动的方向及速度、碰撞检测以及更新所有粒子信息等。最后将计算结果有选择的可视化显示出来。通过对比实验,发现在模拟过程中使用不同的Block和Cell可以有不同的性能提升,使用GPU将程序并行化后,模拟计算达到了数倍的加速效果。高能蒙特卡洛计算模块涉及较多的核物理知识,本文不做深入的理论研究,本系统的主要工作是将中科院近代物理研究所的并行化的高能蒙特卡洛计算程序集成到系统中,为其制作参数输入卡,并将计算结果保存,最后可以有选择的进行可视化输出。最后本系统对上述三个模块分别开发后集成.通过计算机可视化模拟的方式来辅助散裂靶的研究,减轻了用户在分析数据本身时做的很多与分析数据本身无关的繁琐工作,能够节省大量时间,为散裂靶的设计提供有力的支持。