摘要：先进小型反应堆设计方案具有复杂的几何结构和较强的中子泄漏特征。为更准确地对复杂几何的先进小型反应堆设计的中子学特性进行分析,本研究提出了一种基于离散纵标(S_(N))的非结构网格变分节块法(UVNM-S_(N))。UVNM-S_(N)从二阶偶对称输运方程的泛函形式出发,在空间上采用任意三角形非结构网格以及坐标变换技术,角度上则采用S_(N)将原方程进行解耦;选取了氦氙(He-Xe)冷却小型反应堆SIMONS作为分析对象,验证了UVNM-S_(N)在实际应用对象中的性能。计算结果表明,UVNM-S_(N)在复杂几何的非均匀问题中具有良好的几何适应性以及计算精度,可为先进反应堆数值模拟提供新的计算思路。

摘要：针对三维热化学非平衡辐射流场设计了基于非结构网格的数值计算方法.根据原子分子光谱理论逐条计算了100～1 500nm间N,O,N^+,O^+的谱线以及N_2,O_2,NO,N_2^+等分子的10个谱带,特别分析了NO的β′带,γ′带,δ带和ε带的辐射特性.采用耦合辐射的双温模型计算热化学非平衡流场,辐射源项通过直接求解辐射输运方程RTE(radiative transport equation)获得.在空间和方向上分别离散后,利用有限体积法求解不同方向上的辐射输运方程.计算得出了再入飞行器前驻点的辐射强度分布.采用该数值方法计算了MUSES—C模型在速度为11.6km/s时的绕流流场及前驻点处的辐射热流密度.并通过对比分析了热辐射对流场的影响.

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：在非结构网格中用LU SGS隐式算法求解欧拉方程时,两个近似分解因子的项数可能相等,为平衡;也可能不相等,为非平衡。采用对网格重新编号的方法很难达到我们希望的平衡。本文对非平衡性的影响进行了探讨。对二维问题,四边形单元的非结构网格,设计出平衡与非平衡的编号方式。先对标量模型方程分析LU SGS隐式算法的增长因子,然后通过数值试验来验证这种非平衡性的影响。结果表明,尽管非平衡时也能达到收敛,但平衡却远优于非平衡的情况。

摘要：非结构网格因其在处理外形方面所具有的特殊优越性而倍受关注 .在结构 非结构网格中做了粘性流动的数值优化计算 ,优化计算包括单目标和双目标气动优化 ,以及反设计计算 ,即从初始翼型不断修型而实现给定翼型的外形及压力分布的目标 .算例及其结果分析证明了该方法用于翼型的修型和设计计算的有效性 .

摘要：为了改进迎风型对流通量格式的激波捕捉计算稳定性,对迎风格式产生数值激波不稳定现象的原因进行分析,并且在分析结果基础上构造新型迎风型格式。为此,首先设计了数值算例,分析非结构网格上迎风格式出现数值激波不稳定现象的主要影响因素。结果表明,在一定条件下,网格和流动状态共同作用导致产生不合理的数值结果,并影响计算的稳定。其中,网格间的动量通量对数值激波不稳定现象影响显著。因此,基于TV格式构造了一种自适应调节动量通量耗散项的混合格式,从而在激波附近引入耗散,抑制扰动的产生和传播。数值计算结果显示新型混合格式在非结构网格离散条件下能够稳定地捕捉激波,同时混合格式保持了TV格式原有的黏性流动计算分辨率。

摘要：从一阶中子输运方程出发,对方向变量采用离散纵标法展开,得到一系列关于空间变量的偏微分方程,对这些方程采用最小二乘有限元方法进行离散。编制了二维中子输运方程的非结构网格离散纵标计算程序。对一系列基准问题做了验算,计算结果表明,该方法能用于非结构网格,并具有较高的计算精度。

摘要：热管堆KRUSTY的热膨胀负反馈模拟一直是业内计算的难点。本文基于蒙特卡罗方法(MCNP)的非结构网格功能,将KRUSTY非结构网格的功率分布直接输入给有限元软件ABAQUS,利用ABAQUS进行KRUSTY的热力耦合,在统一的非结构网格下研究了KRUSTY热变形模拟、膨胀反应性反馈和密度反馈,重点研究了非均匀密度与均匀密度的差异。结果表明,热膨胀效应带来超过900pcm(pcm=10^(−5))的负反馈,特殊的燃料变形主要发生在上部和外边缘表面,总位移达到~0.9 cm,反应堆堆芯总温差足够小,只有23 K左右,并且核热力耦合较核热耦合趋于使堆芯的温度分布更均匀,由于热管的冗余设计,反应堆的设计可以满足单点失效原则。相较于传统的组合实体(CSG)几何,本文基于非结构网格MCNP方法可以更真实地模拟金属燃料堆的热膨胀效应。

摘要：从一阶三维中子输运方程出发,对方向变量采用离散纵标方法展开,得到一系列关于空间变量的偏微分方程,从而避免了二阶方程由于分母上存在截面,不能准确描述内含真空介质的问题.对这些关于空间变量的方程采用最小二乘有限元方法进行离散,形成的刚度矩阵是对称的,因此可以采用快速迭代方法求解.据此编制了三维中子输运方程的非结构网格离散纵标计算程序,并采用三棱柱元素和四面体元素剖分对一系列基准问题做了验算.计算结果表明,该方法能用于非结构网格,并具有较高的计算精度,对多数问题,有效增值系数的误差都小于0.3%,通量误差都小于3.0%.

摘要：研究了过渡流域三维热化学非平衡流动DSMC方法实现的过程。以四面体非结构网格为基本单元，提出一种新型的高效搜索算法，该算法不仅可以快速跟踪模拟分子在网格之间的迁移，而且可以准确判别分子与物面是否相互作用，避免了原有算法中分子表面反射的非确定论判据。设计了适合三维DSMC方法的动态局部时间步长技术，节约了计算时间。将碰撞距离的思想引人到非结构网格上来，有效地消除了网格尺度小于三分之一平均自由程的限制。利用Fortran90的动态分配内存技术编制了适用于任意外形的通用计算程序。最后对全尺寸航天飞机高超声速绕流进行了数值试验，计算结果验证了该算法的可行性及高效性。