基于RMC程序的k_(eff)对核数据的敏感性分析

适用于连续能量蒙特卡罗程序的敏感性分析方法是当前的研究热点。本文建立了5种不同反应类型的敏感性系数的计算公式,对当前应用广泛的反复裂变几率法的理论基础及算法进行了分析。分别使用RMC程序和MCNP6程序计算了keff对核数据的敏感性系数,计算结果吻合良好。本文结果表明RMC程序初步具备了敏感性分析的功能。

一种改进的RMC目标光谱特性建模方法

提出了一种改进的基于反向蒙特卡罗法(reverse Monte-Carlo method,RMC)的目标光谱特性建模方法,该方法通过对光线种类的区分,有效避免了无效光线对于计算结果的影响,并将光线经目标表面多次散射后的能量衰减充分考虑在内,提高了目标光谱特性建模的准确性。基于该方法对同规模大小的飞艇和球体进行仿真分析,验证了该方法的有效性和适用性。

反向蒙特卡罗法模拟波瓣喷管的红外辐射特性

为了考察波瓣喷管/混合器系统及其燃气的红外辐射特性,建立了反向蒙特卡罗法,推导了辐强度等计算公式;在已有三维流场的基础上,数值模拟了波瓣喷管尾喷焰及相关结构的红外特性.燃气的辐射特性由HITRAN数据库获得.与标准蒙特卡罗法结果比较表明,模型和计算程序可信.研究方法和结果可为波瓣喷管的红外抑制提供分析工具和参考.

自然地理格局对区域发展时空分异影响的评价方法

采用以偏确定性系数来表征自然地理本底条件及其空间分布格局(亦即自然地理格局)对区域发展时空分异的“边际贡献率”,初步构建了一种定量分析自然地理格局对区域发展时空分异影响的评价方法,阐述了建立这种方法所要解决的关键科学问题,以及实现这一方法的具体步骤,并以我国近50年来GDP总量、人均GDP、第一产业产值和第二产业产值的时空分布为研究对象,初步分析自然地理格局对我国区域发展时空分异的影响。实证研究表明,“边际贡献率”能够定量表征自然地理格局对区域发展时空分异的影响程度及其变化,可以作为评价自然地理格局对区域发展时空分异影响的有效工具,量化与反演区域发展时空分异的驱动机制。

基于反向蒙特卡罗法的飞行器在轨外热流计算

为了计算考虑不同纬度和季节下地球反射率和发射率时的在轨外热流,建立了适用于任意地球轨道和飞行姿态条件下的反向蒙特卡罗(RMC)法计算模型.该模型考虑了卫星表面遮挡与多次反射效应,通过连续坐标变换法确定飞行器在给定轨道参数下任意时刻的姿态,并将假设地球辐射特性为常数时的结果与商业软件的计算结果进行比较,以验证模型和计算程序的正确性.在此基础上,考察了地球辐射特性随纬度变化时,飞行器在轨外热流的变化情况.结果表明,所建立的RMC法模型在飞行器姿态控制以及代码计算中具有一定的可靠性;地球反射率和发射率随纬度的变化对地球红外辐射和地球反射辐射的影响均较大,在所选取的轨道参数和抽查时刻,与反射率和发射率不变的结果的最大相对误差分别为—21.31%和80.05%,且均出现于星下点南纬57°;卫星表面遮挡和多次反射效应明显,天线导致其所在平面的地球反射辐射热流密度从19.2 W/m^2变化到39.5 W/m^2.

蒙特卡罗临界计算能量偏倚的最佳源偏倚方法

使用堆用蒙特卡罗程序RMC进行临界计算时采用了传统的裂变源迭代法,即每代源中子按照真实物理过程产生、存库和再抽样。传统裂变源迭代法的计算代之间存在较大的相关性,导致了方差低估计现象,同时总体方差未实现最优化。为实现源中子在空间和能量上的最佳分布,并消除方差低估计现象,提出了能量偏倚的最佳源偏倚方法。该方法基于最佳分层抽样法,结合香农熵诊断和组统计方法,对源中子的空间和能量进行偏倚,实现了全局减方差的计算效果。在RMC程序中开发了能量偏倚的最佳源偏倚方法,并对典型压水堆组件进行测试,计算结果证明了该方法的正确性和有效性。

改进弦长抽样方法开发及在弥散燃料蒙特卡罗模拟的应用

弥散型燃料广泛应用于高温气冷堆、事故容忍燃料、实验研究堆及核动力舰船等,是重要的燃料类型之一。弦长抽样(CLS)方法可简化弥散燃料几何建模,提高计算效率,然而传统CLS方法只能描述单种颗粒的填充,同时在高体积填充率时误差较大。针对CLS方法的两大问题,本文在自主化堆用蒙特卡罗程序RMC中开发了改进CLS方法,并应用于全陶瓷微胶囊封装燃料棒算例及含毒物颗粒的高温堆燃料球算例。计算结果表明,改进CLS方法可解决多种颗粒混合填充的问题,并且可保证体积填充率的准确性,为弥散燃料的临界及燃耗计算提供了高效、精确的方法。

RMC程序敏感性分析功能的并行策略与验证

针对堆用蒙特卡罗程序（RMC）中的有效增殖系数（keff）敏感性分析功能,为提高计算效率并降低内存占用,在RMC中实现了分别基于下一代裂变中子数以及中子产生率的伴随注量率估计方法的2种并行策略,并使用无限均匀介质多群算例和连续能量算例对该功能进行验证。结果表明,2种并行策略所求得的敏感性系数均与解析解、蒙特卡罗粒子输运程序（MCNP6）的计算结果吻合良好,计算速度为MCNP6的3倍左右,统计不同核素的总截面敏感性系数的品质因子为MCNP6的4~8倍左右。

BRDF表面对一维梯度折射率介质内辐射传热影响

辐射计算中的漫反射或镜反射假设并不足以完整地描述实际表面的特性.本文首次将BRDF、表面引入辐射传热分析。使用Minnaert模型模拟BRDF表面,通过遗传算法得到模型参数.用DRESOR法和逆蒙特卡洛法求解了含BRDF表面的-维梯度折射率介质中的辐射传热问题。计算结果显示了DRESOR法和逆蒙特卡洛法的准确性。虽然BRDF表面和相应的漫反射表面对应的温度偏差仅为±1.5%,但辐射热流偏差高达±10.5%,这足以引起很大的分析误差,实际辐射热分析中应引起重视。

基于径迹长度估计法的函数展开计数法在蒙特卡罗程序RMC中的实现和优化

传统的蒙特卡罗模拟通常采用分箱计数的方式来进行相关参数统计,粗糙的计数箱划分难以精确地描述一些参数在整个空间中的分布,而细致的计数箱划分则需很大的样本数才能得到满足要求的统计精度,将花费大量的时间。函数展开计数方法(FET方法)可以得到参数在求解空间中的连续分布,并能解决计算效率和精度无法兼得的问题。在蒙特卡罗程序RMC中创新地实现了基于径迹长度估计的FET方法,结合勒让德多项式和泽尼克多项式计算参数在三维组件中的连续分布,同时对比了FET方法与网格计数法的计算耗时。研究结果表明,FET方法的计算结果与网格计数法符合很好,并且计算时间相比网格计数法有所降低,内存占用大大降低。本研究开发的FET方法可用于蒙特卡罗程序的计数研究。