蒙特卡罗屏蔽计算的复杂几何建模及减方差技术初步研究

发布时间：2021-03-25 13:30

　　蒙特卡罗方法（简称蒙卡方法）作为解决粒子输运问题的两种重要方法之一,与确定论方法相比具有几何建模精细、物理过程高保真的优点。随着人们对核设施辐射场屏蔽计算精确性要求的不断提高,蒙特卡罗粒子输运程序在辐射场屏蔽计算得到越来越广泛的应用。计算机技术的飞速发展也为蒙卡程序的广泛应用提供了硬件上的支持。本文以自主化蒙卡程序cosRMC为依托,结合蒙特卡罗方法在工程应用中的实际需求,在固定源屏蔽计算中的几何建模及减方差方面展开研究。自主化蒙卡程序cosRMC早先是一款针对堆芯临界计算的蒙卡程序,因此,其几何建模功能可以实现对诸如反应堆堆芯、组件等不包含复杂几何曲面的模型进行建模。但对于辐射屏蔽计算问题中的一些复杂几何模型,cosRMC目前的几何建模功能仍然存在一定的局限性。此外,对于屏蔽计算中常见的典型难点问题,如具有深穿透特性的问题、小概率探测问题等,这些问题的共性即粒子通量在输运过程中的大幅度衰减所导致的统计结果难收敛,这时候就有必要使用一些减方差方法。cosRMC程序已具备初步的栅元重要性、权窗等减方差方法,但对于某些需要求解全局通量分布的问题仍然具有局限性。因此,本文工作主要针对cosR... 

【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 蒙卡程序几何建模研究现状
        1.2.2 减方差方法研究现状
    1.3 研究目标及内容
第2章 蒙特卡罗复杂几何建模及减方差方法原理
    2.1 蒙特卡罗方法的一般原理
    2.2 蒙特卡罗方法建模
        2.2.1 蒙特卡罗方法几何建模概述
        2.2.2 蒙特卡罗方法复杂几何建模原理
    2.3 蒙特卡罗方法减方差方法
第3章 cosRMC复杂几何建模及减方差功能实现
    3.1 自主蒙卡程序cosRMC简介
    3.2 cosRMC复杂几何建模
        3.2.1 cosRMC复杂几何建模功能实现
        3.2.2 cosRMC复杂几何建模功能测试验证
            3.2.2.1 简单曲面组合实体测试
            3.2.2.2 复杂曲面基本体元测试
            3.2.2.3 实际模型测试
    3.3 cosRMC屏蔽计算中权窗方法研究
        3.3.1 权窗与权窗产生器
        3.3.2 全局减方差方法
    3.4 本章小结
第4章 cosRMC屏蔽功能在中国聚变工程实验堆CFETR的应用
    4.1 中国聚变工程实验堆CFETR模型及建模
    4.2 中国聚变工程实验堆CFETR中子学计算与分析
        4.2.1 氚增值比（TBR）
        4.2.2 中子壁载荷（NWL）
        4.2.3 核热沉积
    4.3 CFETR 一维模型全局减方差方法研究
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
在硕士期间发表的学术论文及其他成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]超级蒙特卡罗核计算仿真软件系统SuperMC[J]. 吴宜灿,宋婧,胡丽琴,龙鹏程,何桃,程梦云,郑华庆,郝丽娟,俞盛朋,孙光耀,吴斌,杨琪,陈朝斌,党同强,方菱,裴曦,王芳,汪进,蒋洁琼,汪建业,赵柱民,陈义学,郭智荣,咸春宇,李庆,FDS团队.  核科学与工程. 2016(01)
[2]国际热核聚变实验堆（ITER）计划[J]. 赵君煜.  物理. 2004(04)

硕士论文
[1]蒙特卡罗减方差方法研究及其在聚变反应堆中的应用[D]. 聂星辰.中国科学技术大学 2017
[2]CFETR磁体系统的中子学计算及活化分析[D]. 乔世吉.中国科学技术大学 2016
[3]蒙特卡罗粒子输运模拟中源偏倚和网格权窗方法研究[D]. 李新梅.合肥工业大学 2015
[4]中国聚变工程实验堆水冷固态包层中子学与活化初步研究[D]. 田英男.华北电力大学 2014
[5]实体模型边界表示向构造实体几何表示转换方法研究[D]. 王鑫.清华大学 2013
[6]ITER中国固态实验包层三维Monte Carlo中子学性能分析[D]. 韩静茹.华北电力大学（北京） 2009



本文编号：3099769