时空中子动力学计算的刚性限制法

随着中子动力学计算的精度要求以及计算条件的不断提高,如何更好地处理三维时空中子动力学方程的刚性问题对于提高计算效率具有非常重要的工程应用价值。本文应用刚性限制法处理方程组的时间变量,并与空间变量处理方法变分节块法相耦合建立了相应的时空中子动力学计算模型。基准题的数值计算结果表明,刚性限制法可与包括变分节块法在内的各种稳态计算方法耦合以求解时空多群中子动力学问题,且取得了很好的计算精度,允许较大的计算时间步长,以及拥有很好的计算效率。

反应堆中子动力学方程仿真算法及其应用

介绍了一种适合于求解反应堆中子动力学方程的刚性限制法。该方法的主要特点是引入一个辅助函数ｗ（ｔ）而将刚性分离，使其仅在解发中子方程中存在刚性，而该方程可解析积分，因此，中子动力学方程的求解步长可取得较大。文中给出了几种反应性扰动下，采用该方法的计算结果与精确解的比较。并将该法用于秦山二期核电站反应堆功率控制系统的瞬态计算，结果令人满意。５６０秒瞬态过程，在ＨＰ－２８６微机上的计算耗时仅８０秒左右，说明在微机上可实现核动力装置的实时甚至超实时仿真。

基于非结构网格输运模型的核-热耦合程序的开发与验证

反应堆内存在着中子物理、流动传热等多种物理场的紧密耦合和相互反馈。为了能准确地模拟反应堆内的真实情况,本研究针对先进复杂反应堆开发了非结构网格核-热耦合程序MORPHY。中子物理求解采用三角形变分节块法方法结合刚性限制法求解时空中子输运方程;热工水力求解基于一维的并联通道模型和圆柱导热模型。采用TWIGL基准题验证了中子动力学的准确性,堆芯相对功率与参考结果的偏差小于0.5%。与Dodds基准题结果对比,验证了程序对于非结构网格的描述能力。基于NEACRP压水堆基准题对程序的核热耦合计算能力进行验证,并分析对比了不同耦合方法、角度离散阶数对结果的影响。结果表明:MORPHY程序计算值与TWIGL、Dodds以及NEACRP基准题参考值吻合良好,能够用于堆芯稳态和瞬态核热耦合分析模拟。