高保真中子输运程序HNET共振计算方法研究

为实现精细化中子物理计算程序HNET高效、精确的共振计算,本文基于自主开发的HDF5格式多群数据库研究并优化了子群共振计算方法。针对子群参数的计算,研究并实施了经调整拟合点方法优化后的帕德近似法,以保证子群参数计算的准确性;为提高计算效率,需解决传统子群方法频繁调用中子输运求解器的问题,采用等效单共振群方法,并对共振核素进行分组,只对每组的代表性核素进行固定源方程求解。基于上述方法,开发了HNET共振计算模块,并针对典型基准例题进行分析验证。数值结果表明:优化后的子群方法能在保证计算效率的前提下,具有较高的计算精度。

双钩波形板汽水分离器疏水钩优化研究

为提高双钩波形板汽水分离器的分离性能,采用计算流体力学方法建立波形板内的两相流动模型,并对不同结构疏水钩的波形板汽水分离器进行研究。通过数值计算得到了波形板内的速度云图和液滴运动轨迹,并分析了不同进口速度下疏水钩结构对压降和分离效率的影响。结果表明:大部分液滴在前两级通道被分离,进口速度为0.922 m/s时其质量份额可超过50%;疏水钩通过影响流场的局部流速和湍流强度进而影响压降和分离效率,疏水钩对液滴的直接拦截作用有利于提高分离效率。综合考虑分离效率和压力损失获得了综合性能良好的双钩波形板汽水分离器结构型式。

高保真中子输运计算的多级加速理论及应用

为解决高保真中子输运计算耗时严重的问题,本文提出了多级加速理论。其中,针对迭代求解过程,采用迭代加速的思路,即通过等价的低分辨率系统加速以减少迭代次数;针对瞬态求解,采用时间步加速方法,通过建立多级预估校正系统,实现在大时间步长下开展准确的高保真中子输运计算。最终引入不同分辨率系统的概念,将时间步加速方法与迭代加速方法整合形成一套完整的多级加速理论,并将其应用到精细化中子物理计算程序HNET中。采用典型瞬态基准题验证HNET程序加速效果。数值结果表明:多级加速理论能够在保证高保真中子输运计算精度的同时,极大地提升计算效率。