船用反應(yīng)堆的屏蔽設(shè)計(jì)問題直接關(guān)系到核能能否安全的用作艦船的動(dòng)力系統(tǒng)。在屏蔽設(shè)計(jì)問題中屏蔽計(jì)算是十分重要的環(huán)節(jié)。在屏蔽設(shè)計(jì)時(shí),傳統(tǒng)方法是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)提供一系列屏蔽方案,逐一對其進(jìn)行屏蔽計(jì)算,根據(jù)所計(jì)算的外層劑量與屏蔽層總重量等因素,篩選最優(yōu)方案。MCNP作為屏蔽計(jì)算的常用軟件廣泛的應(yīng)用在屏蔽的設(shè)計(jì)與模擬中,但針對某些復(fù)雜模型或模擬較多的粒子數(shù)時(shí)存在計(jì)算時(shí)間過長的缺點(diǎn)。同時(shí),MCNP程序輸入程序的編寫及輸出結(jié)果的整理較為繁瑣,對于初學(xué)者不易操作。為了在一定誤差范圍內(nèi)提高屏蔽計(jì)算的速度與屏蔽設(shè)計(jì)的效率,并且使用戶更便捷直觀的使用MCNP軟件。同時(shí),結(jié)合與核動(dòng)力設(shè)計(jì)研究院合作項(xiàng)目需要以及實(shí)際問題模型。本文進(jìn)行的主要工作如下:本文設(shè)計(jì)并開發(fā)了一款針對MCNP輸入與輸出文件的可視化軟件,其中包括主界面、輻射場描述界面、幾何材料描述界面、自動(dòng)計(jì)算界面以及輸出結(jié)果控制界面。通過以上界面用戶可根據(jù)實(shí)際需要構(gòu)建簡易幾何模型,設(shè)置放射源的種類、能量等參數(shù),填充屏蔽層的材料、設(shè)置層厚度,并在軟件調(diào)用MCNP計(jì)算完成后,直接查看結(jié)果。本文采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬學(xué)習(xí)MCNP的計(jì)算過程,首先使用可視化軟件計(jì)算適量樣本,根據(jù)具體問題構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),然后將樣本放入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,達(dá)到誤差要求后,僅需給出指定的輸入變量即可預(yù)測屏蔽計(jì)算輸出結(jié)果。通過本文的研究,實(shí)現(xiàn)了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬學(xué)習(xí)MCNP的計(jì)算過程,研發(fā)了MCNP可視化軟件,軟件后續(xù)加入了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬學(xué)習(xí)MCNP的計(jì)算過程的優(yōu)化界面,使軟件集可視化、計(jì)算、優(yōu)化于一體,極大提高軟件的科學(xué)性與實(shí)用性,為用戶在船用反應(yīng)堆的屏蔽設(shè)計(jì)過程中提供更多的參考價(jià)值。
【學(xué)位單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TL413.31
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景、目的及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 屏蔽結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
        1.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 MCNP可視化軟件設(shè)計(jì)
    1.3 研究的主要內(nèi)容與方法
第2章 屏蔽設(shè)計(jì)優(yōu)化與可視化軟件設(shè)計(jì)方法研究
    2.1 船用反應(yīng)堆屏蔽設(shè)計(jì)因素分析
        2.1.1 屏蔽材料的選型原則
        2.1.2 屏蔽方法
    2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法
    2.3 可視化設(shè)計(jì)方法分析
    2.4 屏蔽設(shè)計(jì)優(yōu)化軟件設(shè)計(jì)思路
        2.4.1 研究的設(shè)計(jì)思路
        2.4.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型
        2.4.3 可視化界面設(shè)計(jì)與開發(fā)思路
    2.5 本章小結(jié)
第3章 屏蔽計(jì)算可視化軟件開發(fā)
    3.1 軟件開發(fā)平臺(tái)
        3.1.1 GUI基本概念
        3.1.2 GUI層次結(jié)構(gòu)
        3.1.3 利用GUIDE創(chuàng)建GUI
    3.2 可視化軟件輸入界面設(shè)計(jì)
        3.2.1 主界面
        3.2.2 數(shù)據(jù)模塊界面
        3.2.3 幾何與材料模塊界面
    3.3 可視化軟件輸出界面
    3.4 可視化軟件的應(yīng)用
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的屏蔽計(jì)算優(yōu)化研究
    4.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法
    4.2 屏蔽結(jié)構(gòu)模型的建立與樣本計(jì)算方法
    4.3 以屏蔽層厚度為變量的優(yōu)化
        4.3.1 優(yōu)化研究目的
        4.3.2 優(yōu)化模型
        4.3.3 優(yōu)化過程及結(jié)果
    4.4 以屏蔽層厚度與材料種類為變量的優(yōu)化
        4.4.1 優(yōu)化研究目的
        4.4.2 優(yōu)化模型
        4.4.3 優(yōu)化過程及結(jié)果
    4.5 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)屏蔽計(jì)算優(yōu)化實(shí)例
    4.6 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型優(yōu)化方法
    4.7 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)
    5.1 本文總結(jié)
    5.2 展望未來
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果
致謝

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本文編號：2856741