反应堆中子学-热工水力学耦合模拟方法研究
发布时间：2021-04-20 09:02
核反应堆系统是涉及多种物理过程的复杂系统,考虑多物理过程相互作用的多物理耦合模拟可获得高保真的反应堆状态,是当前反应堆设计和分析的需求。由于缺乏实验数据及历史运行数据,先进反应堆的设计过程需要基于由多物理耦合模拟提供的高可靠性分析数据。对于大部分在运反应堆,通过基于高保真的多物理耦合模拟,可减少由于计算误差偏大导致的设计安全裕量,提高反应堆的经济性。当前反应堆设计和分析对于高保真多物理耦合模拟的需求,使得反应堆多物理耦合模拟成为核能领域的研究热点。在反应堆中子学（包括中子输运和燃耗）-热工水力学耦合模拟中,广泛采用了基于蒙特卡罗（蒙卡）方法的中子学计算模型,但存在蒙卡方法固有统计误差导致的耦合过程数值不稳定问题,以及蒙卡中子输运计算模型的构造实体几何（Constructive Solid Geometry,CSG）与其它物理场模型网格间的数据映射问题。本文基于中子输运设计与安全评价软件系统SuperMC“超级蒙卡”,针对基于蒙卡方法的中子学-热工水力学耦合模拟涉及的关键方法进行了研究。针对蒙卡中子输运-热工水力学耦合模拟,本文在数据映射方法研究中,基于参数曲面实体裁剪方法,提出了适用于...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 中子输运计算
1.1.2 燃耗计算
1.1.3 热工水力学计算
1.2 研究现状
1.2.1 蒙卡中子输运-热工水力学耦合模拟
1.2.2 蒙卡中子输运-燃耗-热工水力学耦合模拟
1.3 研究目标与内容
1.3.1 蒙卡中子输运-热工水力学耦合模拟
1.3.2 蒙卡中子输运-燃耗-热工水力学耦合模拟
1.3.3 先进空间反应堆应用分析
1.4 论文结构安排
第2章 中子学-热工水力学耦合理论基础
2.1 蒙卡中子输运计算
2.1.1 蒙卡方法基本原理
2.1.2 蒙卡中子输运模拟
2.1.3 热工水力学反馈
2.1.4 多温度截面生成
2.2 燃耗计算
2.2.1 点燃耗计算
2.2.2 蒙卡中子输运-燃耗耦合
2.3 热工水力学计算
2.3.1 子通道计算模型
2.3.2 CFD计算模型
2.4 多物理场耦合模拟
2.4.1 耦合求解策略
2.4.2 数据映射
2.5 本章小结
第3章 蒙卡中子输运-热工水力学耦合模拟
3.1 耦合模拟方法研究
3.1.1 数据映射方法研究
3.1.2 随机逼近耦合求解策略
3.2 SuperMC/SUBCHANFLOW测试验证
3.2.1 压水堆单棒
3.2.2 沸水堆3×3棒束
3.2.3 压水堆17×17组件
3.3 SuperMC/Fluent测试验证
3.3.1 压水堆单棒
3.3.2 欧洲铅冷快堆ELECTRA
3.4 本章小结
第4章 蒙卡中子输运-燃耗-热工水力学耦合模拟
4.1 耦合模拟方法研究
4.1.1 基于随机逼近的改进半预估修正算法研究
4.2 算例测试验证
4.2.1 压水堆单棒
4.2.2 压水堆3×3棒束
4.3 热工水力学反馈效应分析
4.4 本章小结
第5章 先进空间反应堆应用分析
5.1 典型空间反应堆模型
5.2 空间堆蒙卡中子输运-热工水力学耦合模拟分析及优化
5.2.1 空间堆蒙卡中子输运-热工水力学耦合模拟分析结果
5.2.2 空间堆冷却剂流道布置优化及分析
5.3 空间堆蒙卡中子输运-燃耗-热工水力学耦合模拟分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]蒙卡中子输运程序JMCT和子通道热工水力程序COBRA-EN耦合计算[J]. 史敦福,李康,秦桂明,刘雄国. 强激光与粒子束. 2017(03)
[2]数值反应堆多物理耦合关键技术[J]. 邓力,史敦福,李刚. 计算物理. 2016(06)
[3]基于自动网格划分与权窗平滑的自适应减方差方法[J]. 郑华庆,李斌,宋婧,郝丽娟,龙鹏程,胡丽琴,吴宜灿. 核技术. 2016(09)
[4]多物理耦合分析自动建模软件SuperMC/MCAM5.2设计与实现[J]. 吴宜灿,俞盛朋,程梦云,宋婧,何桃,郝丽娟,胡丽琴,龙鹏程,罗月童,汪冬,甘佺,王文,吴斌,董良,杨琪. 原子能科学技术. 2015(S1)
[5]基于中子随机输运理论的物理-热工耦合研究[J]. 李林森,王侃,袁昊民,臧金光. 原子能科学技术. 2013(S1)
博士论文
[1]蒙特卡罗中子输运宽能区在线核截面生成方法研究[D]. 陈锐.中国科学技术大学 2017
硕士论文
[1]基于改进半预估修正的蒙特卡罗输运—燃耗耦合策略研究[D]. 王芷妍.中国科学技术大学 2018
[2]基于切比雪夫有理逼近方法的内耦合燃耗计算研究[D]. 范文玎.中国科学技术大学 2016
本文编号：3149386
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 中子输运计算
1.1.2 燃耗计算
1.1.3 热工水力学计算
1.2 研究现状
1.2.1 蒙卡中子输运-热工水力学耦合模拟
1.2.2 蒙卡中子输运-燃耗-热工水力学耦合模拟
1.3 研究目标与内容
1.3.1 蒙卡中子输运-热工水力学耦合模拟
1.3.2 蒙卡中子输运-燃耗-热工水力学耦合模拟
1.3.3 先进空间反应堆应用分析
1.4 论文结构安排
第2章 中子学-热工水力学耦合理论基础
2.1 蒙卡中子输运计算
2.1.1 蒙卡方法基本原理
2.1.2 蒙卡中子输运模拟
2.1.3 热工水力学反馈
2.1.4 多温度截面生成
2.2 燃耗计算
2.2.1 点燃耗计算
2.2.2 蒙卡中子输运-燃耗耦合
2.3 热工水力学计算
2.3.1 子通道计算模型
2.3.2 CFD计算模型
2.4 多物理场耦合模拟
2.4.1 耦合求解策略
2.4.2 数据映射
2.5 本章小结
第3章 蒙卡中子输运-热工水力学耦合模拟
3.1 耦合模拟方法研究
3.1.1 数据映射方法研究
3.1.2 随机逼近耦合求解策略
3.2 SuperMC/SUBCHANFLOW测试验证
3.2.1 压水堆单棒
3.2.2 沸水堆3×3棒束
3.2.3 压水堆17×17组件
3.3 SuperMC/Fluent测试验证
3.3.1 压水堆单棒
3.3.2 欧洲铅冷快堆ELECTRA
3.4 本章小结
第4章 蒙卡中子输运-燃耗-热工水力学耦合模拟
4.1 耦合模拟方法研究
4.1.1 基于随机逼近的改进半预估修正算法研究
4.2 算例测试验证
4.2.1 压水堆单棒
4.2.2 压水堆3×3棒束
4.3 热工水力学反馈效应分析
4.4 本章小结
第5章 先进空间反应堆应用分析
5.1 典型空间反应堆模型
5.2 空间堆蒙卡中子输运-热工水力学耦合模拟分析及优化
5.2.1 空间堆蒙卡中子输运-热工水力学耦合模拟分析结果
5.2.2 空间堆冷却剂流道布置优化及分析
5.3 空间堆蒙卡中子输运-燃耗-热工水力学耦合模拟分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]蒙卡中子输运程序JMCT和子通道热工水力程序COBRA-EN耦合计算[J]. 史敦福,李康,秦桂明,刘雄国. 强激光与粒子束. 2017(03)
[2]数值反应堆多物理耦合关键技术[J]. 邓力,史敦福,李刚. 计算物理. 2016(06)
[3]基于自动网格划分与权窗平滑的自适应减方差方法[J]. 郑华庆,李斌,宋婧,郝丽娟,龙鹏程,胡丽琴,吴宜灿. 核技术. 2016(09)
[4]多物理耦合分析自动建模软件SuperMC/MCAM5.2设计与实现[J]. 吴宜灿,俞盛朋,程梦云,宋婧,何桃,郝丽娟,胡丽琴,龙鹏程,罗月童,汪冬,甘佺,王文,吴斌,董良,杨琪. 原子能科学技术. 2015(S1)
[5]基于中子随机输运理论的物理-热工耦合研究[J]. 李林森,王侃,袁昊民,臧金光. 原子能科学技术. 2013(S1)
博士论文
[1]蒙特卡罗中子输运宽能区在线核截面生成方法研究[D]. 陈锐.中国科学技术大学 2017
硕士论文
[1]基于改进半预估修正的蒙特卡罗输运—燃耗耦合策略研究[D]. 王芷妍.中国科学技术大学 2018
[2]基于切比雪夫有理逼近方法的内耦合燃耗计算研究[D]. 范文玎.中国科学技术大学 2016
本文编号：3149386
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3149386.html
