二維MOC與一維NEM耦合堆芯計(jì)算方法研究.pdf

1、目前這一代的堆芯物理分析方法是基于“二步法”發(fā)展起來的，理論上存在近似，難以滿足當(dāng)今日益復(fù)雜的堆芯設(shè)計(jì)需求。就現(xiàn)階段的計(jì)算機(jī)水平而言，直接三維全堆輸運(yùn)計(jì)算耗費(fèi)大量機(jī)時(shí)和資源，無法滿足工程應(yīng)用的需求。為了節(jié)約計(jì)算時(shí)間同時(shí)不失全堆輸運(yùn)計(jì)算的計(jì)算精度，國(guó)際上就二維/一維耦合迭代計(jì)算策略開展了大量的研究。由于特征線法（MOC）具有良好的幾何適應(yīng)能力和可與蒙特卡洛方法相媲美的計(jì)算精度，因此被選為二維輸運(yùn)計(jì)算方法，而在軸向的求解方法上可以有多種選擇

2、。
　　本文以開源組件計(jì)算程序 DRAGON中的二維 MOC計(jì)算模塊為基礎(chǔ)，開發(fā)二維MOC與一維節(jié)塊展開法（NEM）耦合堆芯計(jì)算程序。首先本文探究了粗網(wǎng)有限差分（CMFD）加速算法應(yīng)用于以柵元為基礎(chǔ)的二維MOC計(jì)算的可行性，編寫了CMFD加速算法模塊并在DRAGON程序中實(shí)現(xiàn)循環(huán)迭代求解，并探究了CMFD方程求解的穩(wěn)定性及其加速算法；后根據(jù)MOC掃描計(jì)算是針對(duì)各個(gè)空間角上的各條射線獨(dú)立進(jìn)行的這一特點(diǎn)，利用共享內(nèi)存多線程并行環(huán)境Op

3、enMP將DRAGON程序中的二維MOC計(jì)算模塊實(shí)現(xiàn)并行化；最后，在前兩項(xiàng)研究?jī)?nèi)容的基礎(chǔ)上探究二維MOC與一維NEM耦合堆芯計(jì)算方法，充分利用DRAGON程序的應(yīng)用編程接口（API）和CLE2000控制語(yǔ)言編寫以三維 CMFD為全局框架的二維 MOC與一維 NEM耦合堆芯計(jì)算程序，并引入SUB-PLANE策略來提高在計(jì)算軸向強(qiáng)非均勻性問題時(shí)的計(jì)算精度。
　　驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果表明：本文開發(fā)的用于加速二維MOC的CMFD加速算法與DRAG

4、ON程序中原有的加速算法相比，具有更好的加速效果，且與同類程序OpenMOC相比具有更好的收斂穩(wěn)定性，本文運(yùn)用的漸進(jìn)源外推加速收斂技術(shù)能夠有效的減少 CMFD方程求解時(shí)所需的源迭代次數(shù)；采用OpenMP將二維MOC并行化設(shè)計(jì)后，在多線程下有很高的并行效率；本文開發(fā)的以三維CMFD為全局框架的二維MOC與一維NEM耦合堆芯計(jì)算程序能夠有效的求解三維堆芯Pin-by-Pin問題，能夠在接近三維全堆輸運(yùn)計(jì)算精度的同時(shí)節(jié)約大量的計(jì)算時(shí)間和資源，