面向固定源问题的蒙特卡罗大扰动核计算方法研究

发布时间：2023-04-23 12:46

　　蒙特卡罗(简称“蒙卡”)方法具有几何适应能力强、计算结果精确等优点,在核系统设计与安全分析中获得越来越广泛的应用。在核系统设计过程中,需要多次迭代修改计算模型以获得满足设计需求的方案,如进行材料替换、几何尺寸调整等,传统设计采用多次独立蒙卡计算,耗费大量计算资源,导致设计效率低下。微扰计算方法可在模型变化幅度小的前提下,通过一次计算获得多个不同计算模型的结果,但该方法存在计算精度和速度受展开阶数影响,只能处理低阶扰动,即材料、几何等在较小区域内发生变化的情况,而难以解决发生如材料替换、几何变化等材料核素组成在较大区域内变化(本文称为“大扰动”)的问题。本文基于中子输运设计与安全评价软件系统SuperMC“超级蒙卡”,开展固定源大扰动问题的计算方法研究。本文建立逼近真实计算模型的扰动模型和由扰动模型构成的参考模型,利用扰动模型和真实模型之间的微小变化关系,将大扰动计算问题转换为扰动模型和真实模型之间的微扰问题。在参考模型中进行中子输运计算,结合相关抽样计算方法,从中子输运方程推导出扰动权重修正因子,获得扰动模型中相应计算结果,再采用拟合外推和误差传递方法计算得到真实扰动模型的计算结果和方...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
        1.1.3 扰动分类
    1.2 扰动计算国内外研究现状
    1.3 课题研究内容
    1.4 论文的组织结构
第2章 相关理论方法
    2.1 相关抽样法基础
    2.2 波尔兹曼方程扰动求解
    2.3 本章小结
第3章 大扰动计算方法
    3.1 大扰动计算总体思路
    3.2 材料扰动计算方法
        3.2.1 建立参考模型
        3.2.2 参考模型中的粒子输运计算方法
        3.2.3 材料密度扰动计算方法
        3.2.4 结果估计
        3.2.5 误差估计
    3.3 几何扰动计算方法
        3.3.1 尺寸变化
        3.3.2 形状变化
        3.3.3 位置变化
    3.4 本章小结
第4章 大扰动计算方法测试验证
    4.1 裸球模型验证
        4.1.1 密度微扰
        4.1.2 密度大扰动
        4.1.3 材料替换
    4.2 国际屏蔽基准例题Ueki模型验证
        4.2.1 模型描述
        4.2.2 计算结果
    4.3 聚变包层实验例题HCPB mock-up模型验证
        4.3.1 模型描述
        4.3.2 计算结果
    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
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果



本文编号：3799747