摘要：截面可视化是揭示复杂三维CAD模型内部结构的有效方法,但目前基于面片求交的截面可视化方法计算量大,难以实现大规模CAD模型的交互可视化,为此提出一种结合面片求交和3D纹理的混合截面交互可视化方法.针对由少量基本对象按规律摆列而成的规则CAD模型-重复结构CAD模型,在预处理阶段,将所有基本对象离散成高精度3D纹理;在可视化对象选取阶段,通过截面可视化裁剪算法选择可视化对象;在截面可视化阶段,通过预估每个对象在屏幕的投影情况选择可视化方法.该方法基于中国科学院核能安全技术研究所FDS团队自主研发的超级蒙卡核模拟软件系统SuperMC进行研究,并使用全堆芯模型以及铅基反应堆模型进行测试,结果表明,该方法视觉效果接近基于面片求交的方法,同时实现了交互可视化.

摘要：蒙特卡罗程序已经广泛应用在裂变反应堆设计和验证过程中,快速获得高效的计算模型可以有效缩短反应堆的设计周期。本研究提出并实现了一种裂变堆芯快速蒙特卡罗建模的方法,该方法基于参数可视化和层次化两种建模思想快速构建出精细裂变堆芯计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)模型且将其快速转换成蒙特卡罗计算模型,同时采用一种新的堆芯分段管理方法实现了大规模裂变堆模型流畅交互。基于此方法快速构建了加速器驱动次临界反应堆(Accelerator Driven Sub-critical System,ADS)的精细堆芯模型,通过与蒙特卡罗程序计算的参考结果进行对比,证明了此建模方法的高效性和可靠性。

摘要：随着反应堆模型设计的日益复杂,不直观地物理参数设置方式费时且容易出错,大大增加了蒙卡输运计算前期的计算成本。为了增强蒙特卡罗输运软件的可视化程度,本研究以中子输运设计与安全评价软件系统SuperMC为平台,提出了一种基于数据预处理的权窗下边界值分布可视化方法,对生成的权窗下边界值的可靠性进行实时的检查。本文在ITER Clite模型上进行可视化方法的验证,结果表明:借助已有的源信息分布可视化方法,可以直观地检查源位置、能量以及方向分布信息设置的正确性;通过可视化地分析权窗下边界值分布的覆盖趋势和平滑度,能够及时终止生成权窗的迭代过程,输运计算结果也证明使用可视化方法选择的权窗下边界值可以替代人工经验,进一步提升蒙卡软件的易用性。

摘要：精准合理的源粒子分布是实现核装置高保真粒子输运数值模拟计算的前提。为了更方便地检查和分析核装置内的源粒子分布特征,本文提出了一种基于自适应分段树的源粒子可视化分析方法,该方法通过预先构建几何分段库,提取几何以及渲染属性等特征,动态创建分段树结构,实现了百万级以上源粒子信息高效可视化。最后,本文将该方法应用在VENUS-3反应堆屏蔽分析的中子源建模与中子准直装置的设计之中。结果表明:本文方法可以辅助用户完成核装置源高保真建模以及相关设计优化等工作,在较大程度上提升了计算程序参数设置的正确性和便利性。

摘要：超级蒙特卡罗核计算仿真软件系统SuperMC是一套通用、智能、多功能的核系统设计与安全分析软件。多物理耦合分析自动建模软件SuperMC/MCAM(multi-physics coupling analysis modeling program)是其中的自动建模模块,其目标是为多物理耦合分析提供精确高效的建模功能。SuperMC/MCAM最新版本SuperMC/MCAM5.2支持SuperMC、MCNP、FLUKA、Geant4、TRIPOLI等多种蒙特卡罗程序计算模型的自动建模,可进行CAD模型与蒙特卡罗计算模型之间的自动双向转换,以及进行各蒙特卡罗程序计算模型之间的相互转换。本文对SuperMC/MCAM5.2的功能及多蒙特卡罗几何正向与反向转换方法进行了介绍,采用国际热核实验堆ITER基准模型对SuperMC/MCAM5.2进行了测试,测试中SuperMC/MCAM5.2生成的各蒙特卡罗模型计算结果一致,证明了SuperMC/MCAM5.2建模功能的正确性和有效性。

摘要：中子能谱是核能系统中的关键参数之一,直接影响系统的安全运行与经济性能。在中子学实验和部分核技术应用领域中,通常采用不同的材料模块来得到特定的中子能谱。但是,传统的方法基于人工经验对材料模块进行反复迭代设计,需要大量的计算资源和人力成本,且很难精准复现出所需能谱。本文发展一种基于响应模块逆向优化的中子能谱调控方法,该方法设计了标准化尺寸的响应模块,通过预计算对每个模块进行矩阵标定,创新地提出了一种基于离散响应矩阵的输出能谱快速计算方法,能够得到响应模块任意排列组合的输出能谱,结合智能优化算法,快速构建出能够复现指定能谱的中子调控方案。基于该方法,程序自动构建出了国际热核实验堆(ITER)活化实验能谱,与人工调控方案输出能谱相比,本文方法输出能谱更为准确的复现了目标能谱,其最大偏差降低一个量级。

摘要：核装置尤其是聚变装置中结构材料的辐照活化问题,对核装置的辐射安全具有重要影响。停堆剂量率是材料辐照活化计算中的重要参数,也是聚变堆设计的重要参考依据。本文基于超级蒙卡核模拟软件系统SuperMC的中子/光子输运计算功能和中子活化计算功能,开展了严格两步法停堆剂量率计算方法研究。与传统的输运-活化程序外耦合方法相比,本文发展了一种基于CAD的内耦合严格两步法停堆剂量率计算方法,直接基于CAD模型进行网格材料映射,并支持扇形圆柱源抽样,在提高易用性和灵活性的同时,消除了传统方法在圆柱坐标系活化区计算的不足和处理复杂几何时的局限性。最后利用国际热核聚变实验堆ITER发布的停堆剂量率计算基准例题进行了校核计算,计算结果表明了该方法的正确性和可靠性。

摘要：中子能谱在反应堆设计和物理分析中具有重要意义,目前缺少精准且高效的反应堆宽能域中子能谱(宽能谱)在线测量方法.本文提出了一种基于谱型特征识别技术的反应堆宽能谱在线测量方法,该方法组合了几种不同阈值的在线探测器,并通过能谱大数据,挖掘出符合反应堆谱型的探测器计数比值和特征峰位的对应关系,定位预置谱参数,并结合反应堆能谱物理特征,自动实现宽能谱的双粒度计算.将方法应用于热中子反应堆TRIGA的中子能谱在线测量,结果表明本文解谱方法相比传统“少道解谱”方法更为精准,平均相对偏差减少了45 45%.