基于有限體積法的高效偶階離散縱標(biāo)法研究.pdf

1、在反應(yīng)堆設(shè)計(jì)階段和運(yùn)行階段，堆芯物理計(jì)算的精度和效率會(huì)極大地影響反應(yīng)堆的安全性。隨著堆型的發(fā)展，堆芯非均勻性越來(lái)越強(qiáng)，基于輸運(yùn)理論的高精度的堆芯計(jì)算方法受到廣泛關(guān)注。離散縱標(biāo)法是應(yīng)用最廣泛的一種確定論輸運(yùn)計(jì)算方法，但是在進(jìn)行大規(guī)模工程計(jì)算時(shí)面臨著計(jì)算存儲(chǔ)和效率方面的難題。偶階離散縱標(biāo)方程是傳統(tǒng)離散縱標(biāo)方程的二階自共軛形式，能將需求解的角度空間減少為原來(lái)的一半。高效偶階離散縱標(biāo)法(HEPSN)是偶階離散縱標(biāo)法的一種簡(jiǎn)化方法，在保證計(jì)算精度

2、的同時(shí)，具有計(jì)算存儲(chǔ)和計(jì)算效率上的優(yōu)勢(shì)。對(duì)HEPSN方法的進(jìn)一步研究具有工程意義。
　　本課題在空間變量處理和并行加速求解方面對(duì)HEPSN方法進(jìn)行了優(yōu)化改善，以提高該方法的工程應(yīng)用前景。由于HEPSN方程是具備橢圓特性的二階偏微分方程。本文采用在二階方程中應(yīng)用廣泛且適用于橢圓方程的有限體積法。詳細(xì)推導(dǎo)了基于各向同性散射的三維有限體積法HEPSN，并對(duì)其邊界條件處理進(jìn)行了充分論證說(shuō)明。有限體積法物理意義明確，其引入能夠提高HEPSN

3、的計(jì)算精度。另一方面，采用并行方法進(jìn)一步提高計(jì)算效率，對(duì)并行策略進(jìn)行了研究與測(cè)試，包括基于角度分解和空間分解的并行方法，使HEPSN更加適用于大規(guī)模堆芯計(jì)算。
　　本文選擇TAKEDA基準(zhǔn)題測(cè)試HEPSN的臨界計(jì)算能力，其包含三種不同堆芯模型，分別代表小型快中子增殖反應(yīng)堆、軸向不均勻快中子增殖堆和小型輕水堆堆芯。有效增殖因數(shù)和區(qū)域平均中子通量密度的數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明，HEPSN方法的計(jì)算精度介于一階SN方法和擴(kuò)散方法之間，其計(jì)算效率