摘要：中子输运方程是核反应堆物理分析计算的基本方程,针对深度学习技术求解输运方程因定积分项带来的困难,本文提出了微分变阶理论:将输运方程定积分项变换为对应的原函数,其他部分的角通量密度项表示为原函数高阶微分形式,从而将具有微积分形式的输运方程转换为纯粹的高阶微分方程;给出了变换后的原函数定解约束条件,以及对应的边界条件形式;构造了由原函数方程、边界条件、原函数定解、特征值约束共同形成的加权损失函数,利用深度学习使得神经网络逼近原函数;通过将原函数求导进行微分降阶,最终得到原输运方程角通量密度的数值解。针对多个平板、球几何例题进行了数值验证,获得了具有连续性特点的计算结果,证明了本文理论及相关方法的正确性,从而为中子输运方程的数值求解方法探索新的技术途径。

摘要：针对二维球坐标系下中子输运方程的SN算法,提出基于(单元,方向)二元组的有向图模型,在已有的基于有向图的并行流水线算法基础上,设计粒度可控多级并行SN算法。其中,采用区域分解和并行流水线相结合的方式挖掘空间-角度方向的并行度,提出能群流水并行方法,并通过设置合适的流水线粒度来平衡有向图调度、通信和空闲等待开销。实验结果表明:该算法可以有效地求解二维球坐标系下的中子输运方程。在某国产并行机1920核上,对于96万网格、60个方向、24能群、数十亿自由度的典型中子输运问题,获得了71%的并行效率。

摘要：近年来对新型反应堆中广泛应用的混合氧化物(MOX)燃料的研究表明,中子通量密度在该型燃料栅元中随角度的分布呈现出剧烈的震荡,传统的角度离散方法很难对其进行很好的逼近。本研究利用具有紧支、正交特点的Daubechies小波离散中子输运方程的角度变量,建立了中子输运方程小波基函数展开的理论模型。将小波展开与离散纵标方法相结合,解决了二维张量积小波展开引入的大规模通量矩耦合问题,降低了耦合规模,实现了二维高阶小波展开的数值求解。数值校验证明:中子输运方程小波分析方法可以高精度地模拟复杂中子通量密度随角度的分布。

摘要：在先进反应堆的组件设计计算中,特征线方法(MOC)是沿生成的特征线求解中子输运方程,理论上不受几何形状的限制,但需对组件进行几何描述和射线追踪等预处理,现有的MOC程序在几何预处理上实际还存在很多限制。为彻底消除特征线方法在几何方面的限制,借助AutoCAD二次开发功能来实现MOC方法的几何预处理。在此基础上开发了MOC程序AutoMOC,对各种问题的计算表明,程序不仅在几何处理上具有很高的灵活性,同时,其计算结果与MCNP等现有程序计算结果符合良好。

摘要：间断有限元离散纵标方法 (Sn)是广泛应用于求解高维非定常中子输运方程的数值方法 ,它涉及几何网格空间、速度相空间和中子能群的离散 ,计算量很大 .该文基于非结构网格 ,提出了基于区域分解的并行流水线Sn扫描算法 ,通过设计具有不同内在并行度和通信面体比的区域分解方法和队列插入算法 ,对两个不同物理模型 ,分别使用两台并行机的 92个和 2 5 6个CPU ,获得 72倍和 78倍以上的加速 .可扩展性能分析表明 ,算法的性能非常依赖于并行机的点对点通信延迟 .

摘要：针对球谐函数方法求解中子输运方程时计算量大的缺点,将简化球谐函数(SPN)方法用于离散二阶自共轭(SAAF)中子输运方程的角度变量,同时应用有限元方法在非结构几何下进行空间离散,研究了简化球谐函数方法在SAAF方程中的应用。数值计算结果表明,SPN方法在保证计算精度的条件下,具有比PN方法快的计算速度,而且对于维数越高、网格数越多、展开阶数越高的问题,节省时间的效果越好。

摘要：采用3阶简化球谐函数(SP3)方法将中子输运方程转化为2个耦合的、数学形式与扩散方程相同的方程,建立一种扩散节块方法求解SP3方程组。该节块方法,通过将节块内的精细中子通量密度分布展开成指数函数和的形式获得节块响应关系,并用于求解边界分流,同时用中子平衡方程构造节块平均中子通量密度。数值结果表明:该方法适用于不同的空间几何网格形状,具有良好的并行特性;节块SP3程序NSPn的计算速度约为节块SN(N=4)程序DNTR的6倍。

摘要：研究离散纵标动态中子输运方程迭代求解时,迭代初值的不同选取方法,设计合理的迭代初值可以适当放宽对时间步长的限制,缩短计算时间.设计四种迭代初值并应用于数值求解中的等比格式和菱形格式,其中等比格式形成非线性离散方程,菱形格式形成线性离散方程.考察不同迭代初值的计算效率,分别对物理量变化平缓以及变化剧烈的问题进行考察.数值算例表明构造的基于物理量随时间走势的预估值作为迭代初值优势明显,这在保证计算精度的前提下提高了数值计算效率.

摘要：针对先进核反应堆中结构复杂的燃料组件,基于特征线中子输运计算方法,在先进栅格计算程序KYLIN-2中开发能够满足各类燃料组件中子学数值模拟的输运计算模块。分别利用循环射线布置和射线反向延长追踪技术处理特定和任意边界条件问题,同时采用广义粗网格有限差分加速方法(GCMFD)来加速中子输运求解流程。数值结果表明,开发的特征线方法模块具有较高的计算精度,满足未来工程使用的需求。

摘要：提出了一种在网格内部采用线性源分布的特征线方法,并且编写了线性源特征线方法程序TCM_L。数值计算结果表明,线性源特征线方法的计算精度高于平源特征线方法和简化线性特征线格式SLC;使用大网格计算的线性源特征线方法在保证计算精度的同时可以节省大量的存储空间和计算时间。