蒙特卡罗粒子输运问题中的减方差方法研究

发布时间：2022-07-03 14:43

　　辐射屏蔽分析是核安全评价中的重要内容,精确的辐射屏蔽计算是核能系统设计和运行的重中之重。复杂几何条件下,相比于确定论方法,蒙特卡罗方法（Monte Carlo方法,简称MC方法）是当前形势下辐射屏蔽计算的首选分析工具。MC方法对粒子行为进行随机模拟,分析大量粒子行为,得到统计平均估计量。它具有精确描述几何模型、准确描述复杂源项、采用连续截面,鲁棒性高等特点,在屏蔽分析中得到越来越广泛的应用。小概率深穿透问题是MC屏蔽计算的关键问题,也是亟待解决的核心问题。当系统小于10个粒子平均自由程时,MC方法能够得到精确解;当系统大于几十或上百倍粒子平均自由程时,MC方法得到的结果不可靠,甚至得不到统计结果。通过增大样本数来优化结果的方法会指数增加计算时间,不完全可行。减方差方法能引导粒子输运到目标区域、具有效果好、有针对性、可操作性强的特点。因此,鉴于传统的减方差方法不能满足当前屏蔽分析的要求,为解决小概率深穿透问题需要发展有效的减方差技巧。本文针对屏蔽计算中的局部问题和全局问题,基于中子输运理论、伴随输运理论和零方差理论,研究了针对核能系统中的大屏蔽体模型和大源项体模型的局部和全局减方差方法。... 

【文章页数】：140 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 正算输运耦合蒙特卡罗方法
        1.2.2 伴随计算耦合蒙特卡罗方法
        1.2.3 其它耦合减方差方法
    1.3 研究内容和目标
    1.4 论文组织结构
第二章 基本方法理论
    2.1 蒙特卡罗方法
    2.2 中子输运理论
    2.3 伴随输运理论
    2.4 零方差理论
    2.5 减方差方法
        2.5.1 重要性方法
        2.5.2 权重窗技术
    2.6 本章小结
第三章 基于蒙特卡罗正算输运局部减方差方法研究
    3.1 概述
    3.2 反向输运
    3.3 数值验证
    3.4 本章小结
第四章 基于蒙特卡罗正算输运全局减方差方法研究
    4.1 输运偏倚参数计算方法
        4.1.1 全局通量问题
        4.1.2 全局响应问题
    4.2 源偏倚参数计算方法
    4.3 测试验证
        4.3.1 全局通量问题
        4.3.2 全局响应问题
    4.4 空网格处理技术研究
        4.4.1 基于粒子通量空网格处理技术
        4.4.2 基于相对误差空网格处理技术
        4.4.3 测试验证
    4.5 本章小结
第五章 基于蒙特卡罗伴随输运局部减方差方法研究
    5.1 蒙特卡罗多群伴随计算
        5.1.1 伴随输运模型构建研究
        5.1.2 数值测试
    5.2 蒙特卡罗多群伴随重要性函数
        5.2.1 多群伴随重要性函数研究
        5.2.2 数值测试
    5.3 基于网格技术的蒙特卡罗多群伴随计算局部减方差
        5.3.1 源偏倚
        5.3.2 输运偏倚
        5.3.3 测试验证
    5.4 本章小结
第六章 基于蒙特卡罗伴随输运全局减方差方法研究
    6.1 基于蒙特卡罗多群伴随计算的相似重要性研究
    6.2 基于蒙特卡罗多群伴随计算的多测点重要性研究
    6.3 基于网格技术的蒙特卡罗多群伴随计算全局减方差
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 论文结论
    7.2 论文创新点
    7.3 工作展望
参考文献
附录A 点源-体计数
附录B 点源-面计数
附录C 面源-体计数
附录D 伴随源分布
攻读学位期间发表论文、作者简介及所获奖励
致谢



本文编号：3655066