蒙特卡罗粒子输运模拟中源偏倚和网格权窗方法研究
发布时间：2020-12-10 18:48
蒙特卡罗方法因其模拟精确性高、几何适用性强等优势在粒子输运计算研究中被广泛应用,但收敛速度慢是蒙特卡罗方法用于反应堆模拟时的重要瓶颈,减方差方法正是解决蒙特卡罗计算收敛速度慢问题的重要方法,源偏倚和网格权窗方法是解决核系统屏蔽设计分析难题的有效减方差方法。本文针对源偏倚和网格权窗减方差方法如何高效使用方面存在的问题展开研究,实现了面向蒙特卡罗粒子输运模拟的源偏倚和网格权窗方法,并集成到超级蒙特卡罗核计算仿真软件系统SuperMC中,不仅完善SuperMC软件中的减方差方法,也进一步加强了SuperMC在处理屏蔽计算中深穿透问题的优势。同时,本工作为进一步研究更先进的减方差方法奠定了基础,对核系统屏蔽设计研究具有重要意义。首先,本文实现了结合能量、位置、方向的源粒子偏倚抽样方法和基于直角坐标系或圆柱坐标系下的网格权窗方法,并在SuperMC软件框架下进行了编程实现。基于系列基准例题的测试结果表明,本文实现模块的计算结果与由美国洛斯阿拉莫斯国家实验室研发的国际主流蒙卡程序MCNP吻合良好,验证了本文实现模块的正确性和有效性。其次,为了方便高效地使用源偏倚和网格权窗减方差方法,本文对偏倚参数...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１源粒子发射示意图??
几何模型描述：半径为１０ｃｍ、高为１００ｃｍ的Ａ１材料圆柱，中间有一半径为??１ｃｍ的氮气柱。在其最低端和中间处分别设置了一个中子点源，能量均为１４Ｍｅｖ。??计数为整个圆柱最上层的面积分流（见图２．５）。??‘Ｉ??材料?Ｉ?？??＾点源??图２．５长氮气柱模型??Ｆｉｇ２．５?Ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｌｏｎｇ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｃｏｌｕｍｎ??在未进行偏倚抽样之前两个点源是均匀抽样的，但是我们从经验可ｗ知道中??间的点源对计数贡献会更大，因此将位置偏倚参数设置如下：??在底端和中间位置的中子点源，抽样概率分别为０．５，化５，源位置偏倚概率分??别为?０．４，?０．６。??１５??
２．３．２均匀分布箱式偏倚??１）模型描述??如图２．６，几何模型是由ａａ［；（／７?＝?２．０ｇ／ｃ／Ｍ３）和’６０（／７?＝?０．００１２ｇ／ｃ／？３）相间而形成堆??叠式的圆柱其半径为３０ｃｍ，高为ｌＯＯｃｍ。整体被分为１０层，每层ｌＯｃｍ厚。??在圆柱外有离圆柱轴５０ｃｍ，离圆柱底部高为５５ｃｍ、密度为／？?＝?５．３ｇ／ｃｗ３、半径为??７ｃｍ的褚球。在圆柱底部Ｗ下化０１ｃｍ的位置处有方向各向同性、能量为５ＭｅＶ的??光子点源。计数区域为错球，类型为体通量。??１６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]蒙特卡罗粒子输运权窗减方差方法研究及在ITER屏蔽分析中应用[J]. 郑华庆,宋婧,郝丽娟,孙光耀,胡丽琴,FDS团队. 核科学与工程. 2014(03)
[2]中国铅基研究反应堆概念设计研究[J]. 吴宜灿,柏云清,宋勇,黄群英,刘超,王明煌,周涛,金鸣,吴庆生,汪建业,蒋洁琼,胡丽琴,李春京,高胜,李亚洲,龙鹏程,赵柱民,郁杰,FDS团队. 核科学与工程. 2014(02)
[3]Preliminary study on CAD-based method of characteristics for neutron transport calculation[J]. 陈珍平,郑华庆,孙光耀,宋婧,郝丽娟,胡丽琴,吴宜灿. Chinese Physics C. 2014(05)
[4]Monte Carlo方法的最优源项偏倚抽样密度函数[J]. 苏健,曾志,程建平,李君利. 清华大学学报(自然科学版). 2014(02)
[5]超级蒙特卡罗计算软件SuperMC2.0中子输运计算校验[J]. 孙光耀,宋婧,郑华庆,陈珍平,郝丽娟,龙鹏程,胡丽琴,吴宜灿. 原子能科学技术. 2013(S2)
[6]几种重要性函数在粒子输运蒙特卡罗模拟中的应用[J]. 邱有恒,邓力,李百文,赵英奎. 原子能科学技术. 2013(S2)
[7]国内外核电发展形势分析[J]. 武宏波,王智冬,项冰. 能源技术经济. 2012(03)
[8]Multi-objective optimization of inverse planning for accurate radiotherapy[J]. 曹瑞芬,吴宜灿,裴曦,景佳,李国丽,程梦云,李贵,胡丽琴. 中国物理C. 2011(03)
[9]粒子输运蒙特卡罗模拟现状概述[J]. 邓力,李刚. 计算物理. 2010(06)
[10]国际热核实验反应堆(ITER)计划与未来核聚变能源[J]. 潘传红. 物理. 2010(06)
本文编号：2909196
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１源粒子发射示意图??
几何模型描述：半径为１０ｃｍ、高为１００ｃｍ的Ａ１材料圆柱，中间有一半径为??１ｃｍ的氮气柱。在其最低端和中间处分别设置了一个中子点源，能量均为１４Ｍｅｖ。??计数为整个圆柱最上层的面积分流（见图２．５）。??‘Ｉ??材料?Ｉ?？??＾点源??图２．５长氮气柱模型??Ｆｉｇ２．５?Ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｌｏｎｇ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｃｏｌｕｍｎ??在未进行偏倚抽样之前两个点源是均匀抽样的，但是我们从经验可ｗ知道中??间的点源对计数贡献会更大，因此将位置偏倚参数设置如下：??在底端和中间位置的中子点源，抽样概率分别为０．５，化５，源位置偏倚概率分??别为?０．４，?０．６。??１５??
２．３．２均匀分布箱式偏倚??１）模型描述??如图２．６，几何模型是由ａａ［；（／７?＝?２．０ｇ／ｃ／Ｍ３）和’６０（／７?＝?０．００１２ｇ／ｃ／？３）相间而形成堆??叠式的圆柱其半径为３０ｃｍ，高为ｌＯＯｃｍ。整体被分为１０层，每层ｌＯｃｍ厚。??在圆柱外有离圆柱轴５０ｃｍ，离圆柱底部高为５５ｃｍ、密度为／？?＝?５．３ｇ／ｃｗ３、半径为??７ｃｍ的褚球。在圆柱底部Ｗ下化０１ｃｍ的位置处有方向各向同性、能量为５ＭｅＶ的??光子点源。计数区域为错球，类型为体通量。??１６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]蒙特卡罗粒子输运权窗减方差方法研究及在ITER屏蔽分析中应用[J]. 郑华庆,宋婧,郝丽娟,孙光耀,胡丽琴,FDS团队. 核科学与工程. 2014(03)
[2]中国铅基研究反应堆概念设计研究[J]. 吴宜灿,柏云清,宋勇,黄群英,刘超,王明煌,周涛,金鸣,吴庆生,汪建业,蒋洁琼,胡丽琴,李春京,高胜,李亚洲,龙鹏程,赵柱民,郁杰,FDS团队. 核科学与工程. 2014(02)
[3]Preliminary study on CAD-based method of characteristics for neutron transport calculation[J]. 陈珍平,郑华庆,孙光耀,宋婧,郝丽娟,胡丽琴,吴宜灿. Chinese Physics C. 2014(05)
[4]Monte Carlo方法的最优源项偏倚抽样密度函数[J]. 苏健,曾志,程建平,李君利. 清华大学学报(自然科学版). 2014(02)
[5]超级蒙特卡罗计算软件SuperMC2.0中子输运计算校验[J]. 孙光耀,宋婧,郑华庆,陈珍平,郝丽娟,龙鹏程,胡丽琴,吴宜灿. 原子能科学技术. 2013(S2)
[6]几种重要性函数在粒子输运蒙特卡罗模拟中的应用[J]. 邱有恒,邓力,李百文,赵英奎. 原子能科学技术. 2013(S2)
[7]国内外核电发展形势分析[J]. 武宏波,王智冬,项冰. 能源技术经济. 2012(03)
[8]Multi-objective optimization of inverse planning for accurate radiotherapy[J]. 曹瑞芬,吴宜灿,裴曦,景佳,李国丽,程梦云,李贵,胡丽琴. 中国物理C. 2011(03)
[9]粒子输运蒙特卡罗模拟现状概述[J]. 邓力,李刚. 计算物理. 2010(06)
[10]国际热核实验反应堆(ITER)计划与未来核聚变能源[J]. 潘传红. 物理. 2010(06)
本文编号：2909196
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