核反應堆系統(tǒng)是涉及多種物理過程的復雜系統(tǒng),考慮多物理過程相互作用的多物理耦合模擬可獲得高保真的反應堆狀態(tài),是當前反應堆設計和分析的需求。由于缺乏實驗數(shù)據(jù)及歷史運行數(shù)據(jù),先進反應堆的設計過程需要基于由多物理耦合模擬提供的高可靠性分析數(shù)據(jù)。對于大部分在運反應堆,通過基于高保真的多物理耦合模擬,可減少由于計算誤差偏大導致的設計安全裕量,提高反應堆的經(jīng)濟性。當前反應堆設計和分析對于高保真多物理耦合模擬的需求,使得反應堆多物理耦合模擬成為核能領域的研究熱點。在反應堆中子學（包括中子輸運和燃耗）-熱工水力學耦合模擬中,廣泛采用了基于蒙特卡羅（蒙卡）方法的中子學計算模型,但存在蒙卡方法固有統(tǒng)計誤差導致的耦合過程數(shù)值不穩(wěn)定問題,以及蒙卡中子輸運計算模型的構造實體幾何（Constructive Solid Geometry,CSG）與其它物理場模型網(wǎng)格間的數(shù)據(jù)映射問題。本文基于中子輸運設計與安全評價軟件系統(tǒng)SuperMC“超級蒙卡”,針對基于蒙卡方法的中子學-熱工水力學耦合模擬涉及的關鍵方法進行了研究。針對蒙卡中子輸運-熱工水力學耦合模擬,本文在數(shù)據(jù)映射方法研究中,基于參數(shù)曲面實體裁剪方法,提出了適用于... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 中子輸運計算
        1.1.2 燃耗計算
        1.1.3 熱工水力學計算
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 蒙卡中子輸運-熱工水力學耦合模擬
        1.2.2 蒙卡中子輸運-燃耗-熱工水力學耦合模擬
    1.3 研究目標與內(nèi)容
        1.3.1 蒙卡中子輸運-熱工水力學耦合模擬
        1.3.2 蒙卡中子輸運-燃耗-熱工水力學耦合模擬
        1.3.3 先進空間反應堆應用分析
    1.4 論文結構安排
第2章 中子學-熱工水力學耦合理論基礎
    2.1 蒙卡中子輸運計算
        2.1.1 蒙卡方法基本原理
        2.1.2 蒙卡中子輸運模擬
        2.1.3 熱工水力學反饋
        2.1.4 多溫度截面生成
    2.2 燃耗計算
        2.2.1 點燃耗計算
        2.2.2 蒙卡中子輸運-燃耗耦合
    2.3 熱工水力學計算
        2.3.1 子通道計算模型
        2.3.2 CFD計算模型
    2.4 多物理場耦合模擬
        2.4.1 耦合求解策略
        2.4.2 數(shù)據(jù)映射
    2.5 本章小結
第3章 蒙卡中子輸運-熱工水力學耦合模擬
    3.1 耦合模擬方法研究
        3.1.1 數(shù)據(jù)映射方法研究
        3.1.2 隨機逼近耦合求解策略
    3.2 SuperMC/SUBCHANFLOW測試驗證
        3.2.1 壓水堆單棒
        3.2.2 沸水堆3×3棒束
        3.2.3 壓水堆17×17組件
    3.3 SuperMC/Fluent測試驗證
        3.3.1 壓水堆單棒
        3.3.2 歐洲鉛冷快堆ELECTRA
    3.4 本章小結
第4章 蒙卡中子輸運-燃耗-熱工水力學耦合模擬
    4.1 耦合模擬方法研究
        4.1.1 基于隨機逼近的改進半預估修正算法研究
    4.2 算例測試驗證
        4.2.1 壓水堆單棒
        4.2.2 壓水堆3×3棒束
    4.3 熱工水力學反饋效應分析
    4.4 本章小結
第5章 先進空間反應堆應用分析
    5.1 典型空間反應堆模型
    5.2 空間堆蒙卡中子輸運-熱工水力學耦合模擬分析及優(yōu)化
        5.2.1 空間堆蒙卡中子輸運-熱工水力學耦合模擬分析結果
        5.2.2 空間堆冷卻劑流道布置優(yōu)化及分析
    5.3 空間堆蒙卡中子輸運-燃耗-熱工水力學耦合模擬分析
    5.4 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]蒙卡中子輸運程序JMCT和子通道熱工水力程序COBRA-EN耦合計算[J]. 史敦福,李康,秦桂明,劉雄國.  強激光與粒子束. 2017(03)
[2]數(shù)值反應堆多物理耦合關鍵技術[J]. 鄧力,史敦福,李剛.  計算物理. 2016(06)
[3]基于自動網(wǎng)格劃分與權窗平滑的自適應減方差方法[J]. 鄭華慶,李斌,宋婧,郝麗娟,龍鵬程,胡麗琴,吳宜燦.  核技術. 2016(09)
[4]多物理耦合分析自動建模軟件SuperMC/MCAM5.2設計與實現(xiàn)[J]. 吳宜燦,俞盛朋,程夢云,宋婧,何桃,郝麗娟,胡麗琴,龍鵬程,羅月童,汪冬,甘佺,王文,吳斌,董良,楊琪.  原子能科學技術. 2015(S1)
[5]基于中子隨機輸運理論的物理-熱工耦合研究[J]. 李林森,王侃,袁昊民,臧金光.  原子能科學技術. 2013(S1)

博士論文
[1]蒙特卡羅中子輸運寬能區(qū)在線核截面生成方法研究[D]. 陳銳.中國科學技術大學 2017

碩士論文
[1]基于改進半預估修正的蒙特卡羅輸運—燃耗耦合策略研究[D]. 王芷妍.中國科學技術大學 2018
[2]基于切比雪夫有理逼近方法的內(nèi)耦合燃耗計算研究[D]. 范文玎.中國科學技術大學 2016



本文編號：3149386