反應堆堆芯計算的核心方程是中子輸運方程,中子輸運方程是一個復雜的微分-積分方程,使用數(shù)值計算對其進行求解是一種相對有效的方式。目前,反應堆的發(fā)展較快,新一代反應堆結(jié)構(gòu)復雜,對于多物理計算要求較高。而目前的中子輸運計算程序大都基于中子輸運計算方法開發(fā),對于多物理計算能力較差;同時,目前具有較強多物理計算能力的軟件大都是商業(yè)軟件,難以深入開發(fā)計算復雜的中子輸運過程。鑒于此,本文基于耦合多物理計算的開源軟件OpenFOAM建立了中子輸運開源求解程序;為了提高中子輸運計算效率,引入POD降階方法,建立了中子輸運低階模型。本文首先將中子輸運常用的擴散近似方程在OpenFOAM中實現(xiàn),建立了中子擴散求解器NDEFoam,在其中實現(xiàn)了能群離散、特征值計算以及瞬態(tài)動力學計算,完善了OpenFOAM計算的拓展應用。使用該程序計算典型基準問題,結(jié)果表明了該程序的正確性以及較廣的適用范圍。該求解器能夠滿足大型反應堆計算要求,同時提高了其多物理計算能力以及深入開發(fā)的擴展性能。本文使用離散坐標法求解中子輸運方程,將該過程在OpenFOAM中實現(xiàn),建立了中子輸運方程求解器NTEFoam。完善其多群計算、特征值計算以及動力學計算模塊,實現(xiàn)了復雜邊界條件的處理。計算典型基準問題,結(jié)果表明了該程序的正確性及較廣的適用范圍。該求解器能夠滿足現(xiàn)代反應堆對于計算精度的要求,也為其計算復雜多物理過程提供了一個統(tǒng)一的數(shù)值方法與深入研究的可能性。本文在中子輸運計算中引入本征正交分解(POD)降階理論,基于離散坐標法建立了中子輸運低階模型NTEROM。向模型中添加多群計算、特征值計算及動力學計算模塊,通過典型基準問題驗證了該低階模型的正確性及適用范圍。該低階模型能夠在保證計算精度的前提下顯著提高中子輸運計算效率,同時也能夠在一定范圍內(nèi)進行穩(wěn)態(tài)優(yōu)化問題預測以及瞬態(tài)動力學問題預測計算。
【學位單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TL329.2
【部分圖文】：

二維穩(wěn)態(tài)TWIGL中a)1群與b)2群中子注量率分布

控制棒插入，三維穩(wěn)態(tài)LRA基準問題a)1群與b)2群中子注量率分布

控制棒插入，z180cm處下半部分a)1群與b)2群中子注量率分布
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本文編號：2859909