分类： 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间： 2024-07-09
摘要： 随着对反应堆数值计算的精度要求不断提高，多物理场耦合计算在核反应堆分析中成为研究热点。作为工程领域中的主流计算方法之一，研究适用于确定论两步法的物理-热工耦合计算方法具有明确的工程应用价值。本文基于两步法程序DRAGON/DONJON和子通道程序COBRA-EN，开发了基于两步法的物理-热工耦合计算系统，并采用美国 Consortium for Advanced Simulation of LWRs (CASL) 提出的Virtual Environment for Reactor Applications (VERA)系列基准题VERA#6和VERA#7验证了耦合系统的正确性。结果表明：VERA#6的keff的误差在100 pcm以内，组件径向裂变率的相对偏差在±1%范围内，燃料温度和冷却剂温度的分布趋势与参考值吻合良好；VERA#7的临界硼浓度的计算误差在20 ppm以内，径向功率分布的均方根误差为0.86%，堆芯出口处冷却剂温度与参考值的偏差在±5℃以内，验证了耦合系统的可靠性和准确性。
分类： 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间： 2024-04-09
摘要： 特征线方法（Method of Characteristics，MOC）因其具备强大的几何处理能力，且在计算过程中亦能兼顾计算成本和计算精度，被广泛应用于高保真数值模拟计算中。常见的输运计算方法除MOC外，还包括碰撞概率法（Collision Probability Method，CP）和界面流法（Interface Current Method，IC）等。本文从方法理论以及数值计算上将MOC、CP和IC进行比较分析，对于评估其在pin-by-pin计算中的能力尤为重要。同时在MOC计算中，不同的参数选择会对计算成本和计算精度产生影响，因此有必要进行敏感性分析以寻求最佳参数。本文首先将三种计算方法从原理上进行比较分析，再基于2D C5G7-MOX基准题完成了数值计算及MOC参数敏感性初步分析。计算结果表明：MOC在计算精度、计算效率和内存开销上均优于CP和IC。MOC的计算耗时和内存开销分别为23.9min和37.5MB，与参考解的相对误差仅为6.04×10-4。而CP和IC的计算耗时分别为MOC的56.7倍和15.6倍，内存开销分别为MOC的407.7倍和32.8倍。进一步通过参数敏感性分析发现：网格划分对计算内存开销以及计算时间的影响最大，极角的选择对计算精度的影响最大，并且给出一组建议参数：网格划分6×6，极角为GAUS且数目为2，方位角个数为30。该组参数的计算耗时为45.4min，内存开销为264.7MB，相对误差为5.9×10-5，归一化后的栅元均方根误差为0.00255。
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