摘要:特征线方法(Method of Characteristics)是沿着事先生成的特征线对中子输运方程进行求解的,其输运求解过程不受边界及区域划分的几何形状的限制,理论上它可以用于任意复杂几何情况下中子输运方程的求解。但要真正开发任意几何的MOC程序,首先需要有强大的几何预处理功能。而实际上对于任意的复杂几何,这些几何预处理的实现还存在很多的困难。现有的MOC程序实际上只能处理简单几何或是由简单几何组合的多几何问题。为了突破几何处理方面的困难,充分发挥MOC在输运计算中的优势,实现对任意几何情况下中子输运方程的严格求解,我们借助成熟的计算机绘图软件AutoCAD,对其进行二次开发来实现MOC方法的几何预处理工作。这样不仅可以充分利用AutoCAD强大的图形处理功能,方便的实现对各种复杂问题的几何描述,而且利用VBA(Visual Basic for Applications)语言开发的宏程序可以很好地完成射线追踪的工作。在AutoCAD二次开发的基础上,我们开发了二维任意几何中子输运方程计算程序AutoMOC。数值计算结果表明,AutoMOC可以有效地处理复杂几何,进行精确的二维中子输运计算。
摘要:小波分析是近年来发展迅速并得到广泛应用的一类数学方法。本文将该方法引入中子输运方程的角度变量离散,建立了中子输运方程小波基函数展开的理论模型,并基于此开发了小波分析有限元计算程序WAVFEM(Wavelet analysis Finite Element Method)。为解决二维张量积小波展开引入的大规模耦合问题,提出小波分析结合离散纵标方法求解二维中子输运问题。该方法很大程度上降低了小波展开的耦合规模,实现了二维高阶小波展开的数值求解。同时,采用分象限角度变量离散,妥善处理了真空边界条件和反射边界条件。为适应非结构几何求解,采用最小二乘有限元方法离散空间变量,并通过超松弛迭代脱耦求解。
摘要:为解决核电厂装料方案优化搜索过程计算量大、耗时的难题,本文提出了用于装料方案快速评价的“谐波结合线性扰动法(Hybrid Harmonics and Linear Perturbation,HHLP)”。该方法的主要思想是将由换料引起的堆芯中子注量率变化区分为全局效应和局部效应,并分别用事先算好的低阶谐波和扰动基函数展开来加以近似,从而达到快速评价方案的目的。本文主要介绍该方法的理论模型。
摘要:为解决核电厂装料方案优化搜索过程计算量大、耗时的难题,本文提出了用于装料方案快速评价的“谐波结合线性扰动法(Hybrid Harmonics and Linear Perturbation,HHLP)”。该方法的主要思想是将由换料引起的堆芯中子注量率变化区分为全局效应和局部效应,并分别用事先算好的低阶谐波和扰动基函数展开来加以近似,从而达到快速评价方案的目的。本文介绍针对该方法所作的数值检验。
摘要:VSOP(Very Superior Old Program)是由不同程序连接在一起的程序系统,可用于核反应堆物理特性、燃料循环的数值模拟,广泛地应用于球床式高温气冷堆的研究和工程设计。VSOP的计算过程主要包含了截面处理,反应堆和燃料元件的模型建立,能谱计算和全堆扩散计算,燃料燃耗和球床流动,反应堆控制以及堆芯热工水力学的稳态和瞬态的计算等等。经过多年的发展,VSOP最新版本为VSOP99。相比于以前的版本,VSOP99中做的改进主要有:拓展谱区的数目,使得计算模型中每个区域都可以定义为一个谱区;热群库中石墨散射矩阵的温度也已经提高至2200度;在共振库中可进行Pu240的共振积分计算,并且共振库从单一的共振核丰度拓展到共振核丰度可在一定范围内变化;增加了群问散射,可更好地处理进水事故的反应性效应等等。通过清华大学核研院10MW高温气冷实验堆的设计与运行,已经对VSOP94程序进行了较为充分的验证。清华大学核研院承担了高温气冷堆核电站示范工程的研发任务,采用了VSOP99进行物理设计。本文通过对高温气冷堆基准模型计算,比较VSOP94和VSOP99的计算结果,以对VSOP99程序进行验证。