基于蒙特卡罗方法角度离散均匀化研究

发布时间：2020-03-20 21:12

【摘要】：本文讨论了确定论方法和蒙卡方法的优劣。基于准确性、普适性和计算效率三方面的考虑,采用蒙卡两步法的计算流程。即首先利用连续能量蒙卡程序制作全堆的组件或栅元的散射角离散均匀化的群常数,然后利用群常数进行全堆蒙卡输运。在生成群常数环节,本文讨论了群常数的制作方法,并深入分析勒让德高阶散射矩阵的计算方法并指出其不足,提出了散射角离散的散射矩阵的计算方法,并与1、3、5、7阶勒让德散射矩阵进行比较,证明了方向离散散射矩阵在表达各项异性散射时更准确。在群常数制作的并行方面采用了MPI并行模式,并行模式的结果与串行模式重合,并行效率较高。本文将基于RMC制作的压水堆四边形组件和快堆六边形组件群常数与SERPENT进行了比较,验证了群常数的正确性。本文研究了ACE格式多群常数的制作方法,使得本文制作的散射角离散的群常数与ACE格式达到兼容,并且添加了基于方向离散散射矩阵进行各项异性散射的功能,使得RMC可以读取本文制作的基于散射角离散的ACE格式群常数进行蒙卡多群输运。本文提出了改进的超级均匀化方法,用新的因子替代超级均匀因子进行截面修正,新的因子在每个区每个能群收敛于1,从而在迭代过程中保留上一步的裂变源分布,加速了裂变源收敛。最后本文提出了基于全堆组件或栅元真实条件有界面流的均匀化方式,并与全反射条件下生成的群常数进行比较分析,分析和验证了基于全堆组件有界面流情况下均匀化的合理性和准确性。基于2*2组件、4*4组件、C5G7基准题进行了验证。
【图文】：

吸收截面,连续能量

图 1.1 U-238 的连续能量吸收截面和 70 群吸收截面所以确定论方法依赖于能谱的准确性和评价核数据的可靠性，同时又要考空间自屏[11]和能量自屏[12]。对于特定的核反应堆，能谱是未知的，所以确定论法基于一系列合理的近似。例如，，对于传统的压水堆两步法粗网物理分析流程分为下面几个步骤：（1）多群核数据加工。核数据加工软件加工多群核数据要虑共振能区的共振效应[13]和中子热化处理[14];（2）利用核素的多群微观截面对类型的组件进行均匀化计算压缩能群获得少群常数，此时要考虑空间自屏效应[15];(3)进行全堆扩散或输运计算，需要考虑等效均匀化理论[16]，如图 1.2 所示。以，在确定论物理分析流程的不同层次，通过一系列的近似假设来解耦，减少群，局部修正保证计算效率和计算精度的平衡。所以这样不可避免的，对于不的堆型，确定论方法缺少通用性。

流程图,物理分析,压水堆,两步法

图 1.1 U-238 的连续能量吸收截面和 70 群吸收截面所以确定论方法依赖于能谱的准确性和评价核数据的可靠性，同时又要空间自屏[11]和能量自屏[12]。对于特定的核反应堆，能谱是未知的，所以确定法基于一系列合理的近似。例如，对于传统的压水堆两步法粗网物理分析流分为下面几个步骤：（1）多群核数据加工。核数据加工软件加工多群核数据虑共振能区的共振效应[13]和中子热化处理[14];（2）利用核素的多群微观截面类型的组件进行均匀化计算压缩能群获得少群常数，此时要考虑空间自屏效[15];(3)进行全堆扩散或输运计算，需要考虑等效均匀化理论[16]，如图 1.2 所示以，在确定论物理分析流程的不同层次，通过一系列的近似假设来解耦，减群，局部修正保证计算效率和计算精度的平衡。所以这样不可避免的，对于的堆型，确定论方法缺少通用性。
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TL329.2

【参考文献】