發(fā)布時(shí)間：2020-09-23 10:30

　　 目前反應(yīng)堆系統(tǒng)的堆芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的越來越復(fù)雜,如設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜的沸水堆、MOX-UO_2混合裝料的壓水堆,堆芯中產(chǎn)生的局部效應(yīng)更加顯著,組件的中子學(xué)特性差異加劇,堆芯中中子能譜隨空間的變化更加復(fù)雜�，F(xiàn)有的“兩步法”堆芯物理計(jì)算方法由于近似認(rèn)為均勻化參數(shù)只是組件類型的函數(shù)而與它在堆芯的具體位置無關(guān),計(jì)算誤差已越來越大。直接求解反應(yīng)堆堆芯的中子輸運(yùn)方程消除了“兩步法”計(jì)算的主要誤差,目前已得到廣泛關(guān)注。特征線方法(MOC)可以求解任意幾何的精細(xì)結(jié)構(gòu)中子輸運(yùn)方程,成為堆芯輸運(yùn)計(jì)算的主要研究方向之一。本文在Dragon程序基礎(chǔ)上研究特征線方法的堆芯計(jì)算。首先針對輸運(yùn)方程特征線解法中源項(xiàng)的不同處理方法,在原有平源近似方法的Dragon程序中增加線性源近似方法,對目前廣泛使用的正方形、六角形組件進(jìn)行二維、三維計(jì)算以驗(yàn)證線性源程序的正確性和有效性;之后在對特征線參數(shù)敏感性分析和Dragon程序中特征線加速方法加速效果檢驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對小型反應(yīng)堆SMART進(jìn)行三維堆芯計(jì)算,分析計(jì)算結(jié)果以及計(jì)算過程中需要的時(shí)間、存儲空間等信息;最后針對三維堆芯計(jì)算中存在的計(jì)算時(shí)間長等問題,使用二維MOC/一維S_N方法對輸運(yùn)方程進(jìn)行耦合求解,研究了求解二維/一維耦合方程的計(jì)算流程,編寫一維S_N方法計(jì)算程序,結(jié)合Dragon程序,對SMART堆芯進(jìn)行了二維MOC/一維S_N耦合計(jì)算。最終研究結(jié)果表明:線性源近似方法采用粗網(wǎng)格以及寬松的特征線控制參數(shù)可以獲得較高的計(jì)算精度,且和平源近似方法計(jì)算精度相當(dāng)?shù)那疤嵯?線性源近似需要更少的計(jì)算時(shí)間和存儲空間,從而驗(yàn)證了添加到Dragon程序中的線性源近似方法是有效的;特征線控制參數(shù)中輻角求積組的選取對計(jì)算結(jié)果影響最大;Dragon程序中,特征線方法同時(shí)使用代數(shù)壓縮加速方法、自碰撞再平衡方法和射線合并方法加速效果最好;特征線方法三維堆芯計(jì)算能夠獲得堆芯的精細(xì)中子通量分布,但計(jì)算時(shí)間很長,還不能滿足工程應(yīng)用,尤其長特征線方法對于堆芯計(jì)算的局限性很大;在二維/一維耦合計(jì)算中三維堆芯計(jì)算需要的計(jì)算機(jī)內(nèi)存、信息存儲量、計(jì)算時(shí)間都得到很明顯的改善,二維/一維耦合計(jì)算使特征線方法在目前計(jì)算機(jī)條件下更加有利于堆芯計(jì)算。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TL351.1
【部分圖文】：

七個(gè)自變量的微分-積分方程，即使在穩(wěn)態(tài)時(shí)求解這一方程也計(jì)算過程中，都采用如數(shù)值離散、模型簡化等近似的求解方法是數(shù)值離散方法的一種，隨著近代計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展而廣泛研堆物理計(jì)算程序中。但在計(jì)算過程中特征線方法的收斂速度緩，因此數(shù)值加速方法的研究在特征線方法的實(shí)際應(yīng)用中起著關(guān)單介紹特征線方法的理論模型，并對后續(xù)計(jì)算中用到的幾種不單介紹。OC 方法的理論模型縱標(biāo)（SN）方法一樣，特征線方法也是經(jīng)過角度變量直接離散上求解微分形式的中子輸運(yùn)方程，這些直線被稱為特征線，可運(yùn)動(dòng)的飛行路線。特征線方程在理論推導(dǎo)過程中對幾何的形狀任意復(fù)雜幾何的輸運(yùn)問題進(jìn)行求解。

須足夠的致密，尤其對于通量和源變化比較劇烈的區(qū)域。減小平就會(huì)增加空間網(wǎng)格的數(shù)目，從而使存儲空間和計(jì)算時(shí)間急劇增加算精度的前提下，減少射線和空間網(wǎng)格的數(shù)目，將會(huì)大大降低特所需的計(jì)算時(shí)間和存儲空間。線性源特征線方法在空間網(wǎng)格內(nèi)使，因此可以在獲得相同計(jì)算精度的前提下，使用較大的空間網(wǎng)格空間網(wǎng)格和射線的數(shù)目，使計(jì)算時(shí)間和存儲空間都大為降低。特征線方法內(nèi)的平均中子源強(qiáng)和與方向相關(guān)的線性斜率構(gòu)成線性函數(shù)來表達(dá)線性源特征線方法的基本思想[7]。目前國際上提出了幾種線性源 MARIKO 程序中根據(jù) P1 近似的線性源近似方法[27]、法國 CEA征線格式以及非線性表面特征線格式的線性源近似方法[28]、加拿線性特征線格式線性源近似方法[29]。但總結(jié)起來，針對線性源

近似特征線方法在程序 Dragon 中已經(jīng)被應(yīng)用，大量數(shù)值計(jì)算證明在細(xì)的網(wǎng)格夠取得良好的計(jì)算效果，但所需的存儲空間很大以及計(jì)算時(shí)間很長，尤其在三維計(jì)算中。本文將坐標(biāo)投影法線性源近似特征線方法應(yīng)用到 Dragon 程序少大規(guī)模三維計(jì)算所需的存儲空間及計(jì)算時(shí)間。對不同幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值計(jì)應(yīng)用到 Dragon 程序中的線性源近似方法的正確性及有效性。需要對本文作兩點(diǎn)說明：）所有數(shù)值結(jié)果都是在 CPU 為 Intel(R) Xeon(R)CPU E5645 @2.40GHz，操作Linux2.6.35.6-45.fc14.x86_64，內(nèi)存為 23.6G 的 20 核計(jì)算集群硬件條件下進(jìn)行序計(jì)算過程使用的是單核 CPU。）Dragon 程序可以掛載不同的數(shù)據(jù)庫，本文所有計(jì)算使用的數(shù)據(jù)庫都是 ENDF據(jù)庫。17×17 二維組件數(shù)值結(jié)果

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 張宏博;吳宏春;曹良志;鄭友琦;夏榜樣;;基于Krylov子空間及區(qū)域分解理論的二維矩陣特征線方法[J];核動(dòng)力工程;2013年04期

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

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2 湯春桃;中子輸運(yùn)方程特征線解法及嵌入式組件均勻化方法的研究[D];上海交通大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

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本文編號：2825220