CMFD加速在特征线法输运计算中的应用 被引量：6

1

作者 汤春桃 张少泓 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期8-12,共5页

为解决特征线法求解复杂几何条件下中子输运问题收敛速度慢的问题,将粗网扩散计算中的粗网有限差分(CMFD:Coarse-Mesh Finite Difference)加速方法运用于中子输运计算中。采用粗网有限差分加速方法对C5G7MOX基准问题以及自定义的69群检... 为解决特征线法求解复杂几何条件下中子输运问题收敛速度慢的问题,将粗网扩散计算中的粗网有限差分(CMFD:Coarse-Mesh Finite Difference)加速方法运用于中子输运计算中。采用粗网有限差分加速方法对C5G7MOX基准问题以及自定义的69群检验算例的计算表明,CMFD加速是一种十分高效的方法,可显著地提高特征线法求解中子输运问题的收敛速度,且问题规模越大,加速效果越明显。 展开更多

关键词 粗网有限差分 加速方法 特征线法(MOC)

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求解CMFD的改进流水线并行GMRES方法 被引量：5

2

作者 郝琛 韩立会 程有莹 《现代应用物理》 2021年第1期35-41,共7页

基于经典的Gram-Schmidt正交化方法,对求解大型稀疏非对称线性系统的广义极小残差算法(GMRES)进行重构,实现了每次迭代仅1次全局通信即可完成全部点积计算,提出了异步全局归约方法,可实现全局通信与其他信息传递及计算的有效重叠,最大... 基于经典的Gram-Schmidt正交化方法,对求解大型稀疏非对称线性系统的广义极小残差算法(GMRES)进行重构,实现了每次迭代仅1次全局通信即可完成全部点积计算,提出了异步全局归约方法,可实现全局通信与其他信息传递及计算的有效重叠,最大限度地覆盖全局通信造成的延迟;开发了流水线式并行GMRES求解器,并应用于精细化中子物理计算程序HNET中。数值结果表明,本文开发的流水线式并行GMRES求解器的计算速度显著高于标准GMRES算法,可实现GMRES在大规模并行计算环境下高效求解CMFD线性系统。 展开更多

关键词 粗网有限差分 极小残差算法 并行计算 流水线式 全局归约

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基于组件模块化特征线方法的中子输运计算研究 被引量：4

3

作者 田超 郑友琦 +2 位作者 李云召 李硕 柴晓明 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期157-161,共5页

栅元模块化特征线方法(MOC)在处理压水堆组件水隙等问题上存在几何处理上的困难。为了克服这些问题,采用Fortran语言开发了基于组件模块化特征线方法(AMRT)的中子输运计算程序NECP-Medlar,并采用两重粗网有限差分方法进行加速。2D C5G7... 栅元模块化特征线方法(MOC)在处理压水堆组件水隙等问题上存在几何处理上的困难。为了克服这些问题,采用Fortran语言开发了基于组件模块化特征线方法(AMRT)的中子输运计算程序NECP-Medlar,并采用两重粗网有限差分方法进行加速。2D C5G7基准题和典型压水堆组件问题的数值计算结果表明,该程序具有良好的计算精度和较高的计算效率,并且能够通过直接计算组件之间的水隙,较精确地描述组件中子通量密度的分布。 展开更多

关键词 特征线方法 栅元模块化 组件模块化 粗网有限差分 加速

原文传递

精细化中子输运计算程序HNET动力学计算初步验证 被引量：3

4

作者 康乐 郝琛 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期1762-1768,共7页

针对精细化瞬态中子输运计算的高耗时问题,本文开展了瞬态中子输运计算方法研究及程序开发。基于二维/一维方法开发了三维全堆芯一步法精细化中子输运计算程序,着重开展了时空中子动力学的算法研究及程序模块开发。针对三维瞬态输运问题... 针对精细化瞬态中子输运计算的高耗时问题,本文开展了瞬态中子输运计算方法研究及程序开发。基于二维/一维方法开发了三维全堆芯一步法精细化中子输运计算程序,着重开展了时空中子动力学的算法研究及程序模块开发。针对三维瞬态输运问题,将其转化为二维与一维的瞬态固定源问题,分别采用特征线法与节块展开法进行求解,同时,采用两级基于广义等价理论的粗网有限差分方法作为三维计算框架并加速全局的迭代收敛。最后,采用C5G7-TD非均匀瞬态基准题对该程序的中子动力学模块开展计算精度方面的验证,并与国际知名高保真中子学程序进行对比分析。结果表明:自主开发的时空动力学模块计算精度高,能够满足三维高保真瞬态中子输运计算的需求。 展开更多

关键词 时空动力学 中子输运方程 二维/一维方法 特征线法 广义等价理论 粗网有限差分 两级加速 C5G7-TD 高保真

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求解中子输运SP_3方程的半解析节块方法 被引量：3

5

作者 李志勇 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2012年第1期8-15,共8页

中子输运简化P3(SP3)方法是对中子输运方程PN的一种近似,可以转换为与中子扩散方法相似的形式。采用节块方法中有效的半解析方法求解中子输运SP3方程,同时也基于粗网有限差分(CMFD)方法采用细网有限差分(FMFD)形式同样求解该方程。通过... 中子输运简化P3(SP3)方法是对中子输运方程PN的一种近似,可以转换为与中子扩散方法相似的形式。采用节块方法中有效的半解析方法求解中子输运SP3方程,同时也基于粗网有限差分(CMFD)方法采用细网有限差分(FMFD)形式同样求解该方程。通过对NEACRP-L-336基准题(修改)的数值计算,验证了通过Pin-By-Pin的节块计算能够获得与FMFD几乎相同的结果,而Pin-By-Pin的CMFD计算结果与FMFD计算结果有一定的偏差。 展开更多

关键词 中子输运 SP3 半解析节块方法 粗网有限差分

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求解中子扩散方程的半解析节块方法 被引量：3

6

作者 廖承奎 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期496-500,共5页

为快速、精确实现反应堆堆芯多群中子扩散计算,采用基于横向积分技术的半解析节块方法(SANM)求解中子扩散方程,并结合解析粗网有限差分(ACMFD)方法,导出了基于半解析节块方法的粗网有限差分方程(CMFD)耦合系数。在半解析节块方法中,散... 为快速、精确实现反应堆堆芯多群中子扩散计算,采用基于横向积分技术的半解析节块方法(SANM)求解中子扩散方程,并结合解析粗网有限差分(ACMFD)方法,导出了基于半解析节块方法的粗网有限差分方程(CMFD)耦合系数。在半解析节块方法中,散射源和裂变源采用勒让德多项式,并在此假设下解析求解中子扩散横向积分方程。分别采用了零次、二次和四次勒让德多项式展开,以适应粗网和细网的计算。数值计算结果表明,所提出的方法具有很高的计算精度和计算效率。 展开更多

关键词 中子扩散 半解析节块方法 粗网有限差分

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COSINE软件包组件程序中基于MOC方法的输运模块开发与初步验证 被引量：3

7

作者 李硕 孙业帅 +4 位作者 周生诚 刘志彦 闫宇航 余慧 陈义学 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第B12期515-519,共5页

COSINE软件包组件程序是二维、多群输运计算程序,主要用于压水堆组件和单棒的计算,生成少群均匀化常数和核素的核子密度供堆芯程序使用。组件程序的输运计算模块在完成第一阶段两步均匀化方法开发的基础上,为提高程序的先进性和更好满... COSINE软件包组件程序是二维、多群输运计算程序,主要用于压水堆组件和单棒的计算,生成少群均匀化常数和核素的核子密度供堆芯程序使用。组件程序的输运计算模块在完成第一阶段两步均匀化方法开发的基础上,为提高程序的先进性和更好满足未来设计需求,现进行开发第二阶段基于特征线(MOC)方法的一步均匀化技术。在输运计算中直接考虑组件的精细构造,消除了两步均匀化方法中由栅元均匀化引入的近似。本文基于MOC方法的输运模块采用循环特征线方法,在方向求积组中的每一个辐角方向内都有一组平行的特征线扫过整个组件区域,每一种栅元类型对应一种特征线几何处理方式。循环特征线方法可确保在二维几何中栅元间的特征线都是完全相接且栅元边界完全满足反射条件。MOC方法在计算精度上减少了近似,且理论上可处理任意几何,但由于大量的存取数据,导致计算时间相对较长。为此,程序使用粗网有限差分(CMFD)技术对MOC计算进行加速,有效地节省了计算时间。在程序开发过程中,测试与验证是开发过程中的重要部分且严格执行质保体系。通过对C5G7基准题比较,数值验证了输运模块的可行性。 展开更多

关键词 特征线方法 粗网有限差分 COSINE

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三维MOC的球床堆芯CMFD加速研究

8

作者 文宇晨 郝琛 +1 位作者 郭建 王毅箴 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1712-1718,共7页

为了解决稀疏长特征线方法在加速效果,特别是降低计算时间上仍存在的不足,本文使用基于广义等价理论的粗网有限差分方法作为三维特征线方法的加速算法,并开发粗网有限差分方法模块用于加速MOCP程序的精细化输运计算。MOCP程序开发三维... 为了解决稀疏长特征线方法在加速效果,特别是降低计算时间上仍存在的不足,本文使用基于广义等价理论的粗网有限差分方法作为三维特征线方法的加速算法,并开发粗网有限差分方法模块用于加速MOCP程序的精细化输运计算。MOCP程序开发三维特征线方法模块针对球床式反应堆进行精细化输运计算,并使用稀疏长特征线方法加速3D-MOC。根据MOCP中构造实体几何建模方法处理球床区域中燃料球细网与粗网的映射关系以保证粗网均匀化参数的准确计算。最后用不同堆型、不同几何模型对粗网有限差分方法加速模块与球床处理模块进行验证,保证粗网与细网严格对应的同时,使3D-MOC整体迭代次数与计算耗时减少约90%。计算结果表明该模块正确且拥有良好的加速效果。 展开更多

关键词 特征线方法 构造实体几何方法 精细化中子输运计算 粗网有限差分 广义极小残差算法 广义等价理论 迭代加速 球床式高温气冷堆

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二维MOC的CMFD加速计算模块开发与验证 被引量：1

9

作者 高明敏 曹欣荣 +1 位作者 朱成林 王江萌 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期106-112,共7页

DRAGON程序中的二维特征线法(MOC)计算模块包含多种加速方法,但加速效率很高的粗网有限差分(CMFD)加速算法并未得到应用。为提高DRAGON程序中现有的二维MOC计算模块的计算效率,开发了CMFD加速计算模块并探究其收敛稳定性。运用C5G7-2D... DRAGON程序中的二维特征线法(MOC)计算模块包含多种加速方法,但加速效率很高的粗网有限差分(CMFD)加速算法并未得到应用。为提高DRAGON程序中现有的二维MOC计算模块的计算效率,开发了CMFD加速计算模块并探究其收敛稳定性。运用C5G7-2D基准题验证所开发的CMFD加速计算模块,验证结果表明,所开发的CMFD加速计算模块与DRAGON程序中原有的加速模块相比具有很高的计算效率,较同类计算程序OpenMOC有更好的收敛稳定性。 展开更多

关键词 DRAGON 粗网有限差分 特征线法

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全堆芯Pin by Pin中子扩散节块法CMFD加速 被引量：1

10

作者 李志勇 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期317-322,共6页

采用节块方法中有效的半解析方法求解中子扩散方程,在径向采用pin by pin的计算方式且中子通量基于两阶展开,在轴向采用基于4阶展开中子通量的节块法,并且进行全堆粗网有限差分(CMFD)加速,以达到计算精度与计算效率的平衡.通过IAEA 2D/3... 采用节块方法中有效的半解析方法求解中子扩散方程,在径向采用pin by pin的计算方式且中子通量基于两阶展开,在轴向采用基于4阶展开中子通量的节块法,并且进行全堆粗网有限差分(CMFD)加速,以达到计算精度与计算效率的平衡.通过IAEA 2D/3D基准问题和自定义3D pin by pin参考问题的数值计算,验证所提出的方法能够达到预期的精度,同时CMFD能够取得很好的加速效果. 展开更多

关键词 中子扩散 PIN by PIN 半解析节块方法 粗网有限差分

原文传递

用于求解粗网有限差分方程的优化并行预处理算法 被引量：1

11

作者 刘礼勋 朱凯杰 +1 位作者 郝琛 李富 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期1805-1812,共8页

广义极小残差算法已被广泛应用于求解粗网有限差分方程,但该方法的计算效率取决于良好的预处理。简化对称超松弛与不完全LU分解的混合预处理是一种有效的预处理方法。为了进一步提升混合预处理方法的预处理效率,本文采用“改进的ILU分... 广义极小残差算法已被广泛应用于求解粗网有限差分方程,但该方法的计算效率取决于良好的预处理。简化对称超松弛与不完全LU分解的混合预处理是一种有效的预处理方法。为了进一步提升混合预处理方法的预处理效率,本文采用“改进的ILU分解”和“对角块矩阵的近似求逆”2种方法对混合预处理方法进行了优化。计算结果表明:在串行和并行环境下,优化后的预处理效果进一步提升;在能群结构较复杂的问题中,预处理耗时减少1/2。利用VERA problem#4基准题综合检验优化后的预处理算法,总计算耗时相比于优化之前减少了30%。优化后的预处理算法进一步提高了大规模并行计算环境下对粗网有限差分方程的预处理效率。 展开更多

关键词 粗网有限差分 广义极小残差算法 并行计算 预处理算法 混合预处理子 简化对称超松弛 不完全LU分解 修正不完全LU分解

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1/4栅元尺度两级粗网有限差分加速方法

12

作者 周晓宇 王浩 +1 位作者 李佩军 郝琛 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1683-1690,共8页

为了进一步降低采用栅元尺度的粗网有限差分方法加速高保真中子输运计算的外迭代步以获得更大的加速收益,本文依据傅里叶分析结果提出并实施了一种1/4栅元尺度的两级栅元尺度的粗网有限差分加速方法,同时实现了基于构造实体几何的以1/4... 为了进一步降低采用栅元尺度的粗网有限差分方法加速高保真中子输运计算的外迭代步以获得更大的加速收益,本文依据傅里叶分析结果提出并实施了一种1/4栅元尺度的两级栅元尺度的粗网有限差分加速方法,同时实现了基于构造实体几何的以1/4栅元为单位的几何构建方法。本文采用C5G7 RA和VERA Problem#4三维基准题验证方法的正确性和加速效果,并基于秦山一期压水堆1/4模型进行不同工况下的实堆高保真稳态临界计算。结果表明:在保证精度的前提下,本文提出的基于1/4栅元的两级栅元尺度的粗网有限差分加速方法能够针对真实的1/4几何模型将外迭代次数进一步降低1/3左右。秦山一期压水堆临界硼浓度最大误差为-21×10^(-6),1/4模型高保真中子物理计算时间为88.3核时。从降低迭代次数和减少计算规模2方面有效降低高保真输运计算的计算负担。 展开更多

关键词 中子输运计算 粗网有限差分 两级加速 1/4栅元 傅里叶分析 构造实体几何 实堆验证 高保真

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基于GCMR的中子输运方程模拟加速算法研究

13

作者 李伟 喻宏 《计算机仿真》 北大核心 2021年第10期293-296,348,共5页

特征线方法(MOC)由于较强的复杂几何适应能力,广泛用于中子输运方程的求解。但是MOC方法存在收敛速度慢、计算耗时长的问题,因此目前普遍采粗网有限差分法(CMFD)对MOC求解过程进行加速。然而目前常用的CMFD方程不能保证偏中子流守恒,同... 特征线方法(MOC)由于较强的复杂几何适应能力,广泛用于中子输运方程的求解。但是MOC方法存在收敛速度慢、计算耗时长的问题,因此目前普遍采粗网有限差分法(CMFD)对MOC求解过程进行加速。然而目前常用的CMFD方程不能保证偏中子流守恒,同时在一些情况下存在发散的问题。为此考虑采用广义粗网再平衡方法(GCMR)对MOC求解过程进行加速。推导了基于GCMR方法的中子通量求解方程,并在DRAGON程序中加入了GCMR加速模块。最后结合C5G7-2D基准题对GCMR算法进行了验证,并与CMFD加速方法进行了对比。结果表明,GCMR具有与CMFD相同的加速效果,但是求解精度优于CMFD。 展开更多

关键词 广义粗网再平衡 粗网有限差分 中子输运方程 加速算法

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粗网差分加速的节块法的改进

14

作者 夏兆东 阮可强 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第B06期15-17,共3页

改进了粗网差分加速的节块法的算法,在解两节块问题时,将所解的矩阵方程退化为4阶方程;给出了节块左右两界面的净中子流差值的公式,在已知初始节块的中子流的条件下,利用此公式可直接计算各节块界面的中子流。改进的算法提高了节块法计... 改进了粗网差分加速的节块法的算法,在解两节块问题时,将所解的矩阵方程退化为4阶方程;给出了节块左右两界面的净中子流差值的公式,在已知初始节块的中子流的条件下,利用此公式可直接计算各节块界面的中子流。改进的算法提高了节块法计算的速度。 展开更多

关键词 节块法 粗网差分 净中子流差值

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基于广义微扰理论与CMFD加速的敏感性分析

15

作者 吴屈 彭星杰 +1 位作者 于颖锐 李庆 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期229-233,共5页

为实现反应堆物理设计程序KYLIN-Ⅱ的核数据广义敏感性分析功能,本研究采用广义微扰理论,依据响应形式构建具有正交定解条件的广义固定源方程,求解广义共轭通量从而计算得到核数据的广义敏感性系数。此外,提出通过采用粗网有限差分算法... 为实现反应堆物理设计程序KYLIN-Ⅱ的核数据广义敏感性分析功能,本研究采用广义微扰理论,依据响应形式构建具有正交定解条件的广义固定源方程,求解广义共轭通量从而计算得到核数据的广义敏感性系数。此外,提出通过采用粗网有限差分算法求解广义固定源方程,达到加速求解的目的。研究结果表明,使用的加速算法使得求解效率提高了约4.3倍,且计算得到的核数据敏感性系数与直接扰动法相比基本一致。因此,本研究建立的基于广义微扰理论与粗网有限差分加速算法能够用于核数据广义敏感性分析。 展开更多

关键词 敏感性分析 广义微扰理论 粗网有限差分 核数据 广义固定源方程

原文传递

先进中子学栅格程序KYLIN-2的开发与初步验证 被引量：10

16

作者 柴晓明 涂晓兰 +7 位作者 郭凤晨 尹强 黄世恩 芦韡 卢宗健 姚栋 李庆 吴文斌 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期90-96,共7页

针对先进核反应堆中结构复杂的燃料组件,中国核动力研究设计院开发了先进中子学栅格中子学程序KYLIN-2,该程序采用子群方法进行共振处理,采用特征线方法(MOC)进行复杂几何中子输运计算,并利用采用广义粗网格有限差分加速方法(GCMFD)来... 针对先进核反应堆中结构复杂的燃料组件,中国核动力研究设计院开发了先进中子学栅格中子学程序KYLIN-2,该程序采用子群方法进行共振处理,采用特征线方法(MOC)进行复杂几何中子输运计算,并利用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,采用基于改进预估校正临界-燃耗迭代方法(PPC)的切比雪夫方法求解复杂燃耗链,同时,为了方便用户使用,开发形成了支持复杂组件图形化建模工具和后处理显示工具。通过初步的数值检验,针对典型压水堆燃料组件,KYLIN-2具有较高的计算精度,满足工程使用需求。 展开更多

关键词 中子输运方程 特征线方法 子群方法 广义粗网格有限差分加速方法 切比雪夫燃耗方法

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使用广义粗网有限差分方法加速中子输运特征线方法 被引量：5

17

作者 柴晓明 姚栋 +2 位作者 王侃 于颖锐 汪量子 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期541-547,共7页

提出广义粗网有限差分方法(GCMFD),可以使用三维任意几何形状的粗网格来加速中子输运特征线方法(MOC),同时给出确定广义粗网有限差分方法中宽度因子的方法.将广义粗网有限差分方法应用到三维特征线方法程序TCM中,若干基准题的验证表明,... 提出广义粗网有限差分方法(GCMFD),可以使用三维任意几何形状的粗网格来加速中子输运特征线方法(MOC),同时给出确定广义粗网有限差分方法中宽度因子的方法.将广义粗网有限差分方法应用到三维特征线方法程序TCM中,若干基准题的验证表明,广义粗网有限差分方法可以使用任意形状粗网格来加速特征线方法,使用自动调整宽度因子的方法后,广义粗网格有限差分方法可以得到较好的加速效果. 展开更多

关键词 特征线方法 广义粗网有限差分方法 粗网格 宽度因子 基准题

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基于非线性迭代的节块方法 被引量：4

18

作者 傅学东 阮可强 薛小刚 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2001年第1期45-49,共5页

使用粗网有限差分方法 ,同时利用解析方法通过非线性迭代对差分近似进行修正 ,解两群扩散方程。数值计算结果证明 ,这种非线性方法具有较高的精度 。

关键词 节块方法 非线性迭代 粗网有限差分方程 核反应堆 三维中子学计算 数值迭代方法

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基于非均匀变分节块法的pin-by-pin计算加速算法研究 被引量：1

19

作者 张滕飞 吴宏春 +4 位作者 曹良志 李云召 刘晓晶 熊进标 柴翔 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1160-1164,共5页

计算效率是制约pin-by-pin计算工程应用的主要因素之一。本文利用三维扩散的非均匀变分节块法的非均匀节块的描述能力,在不改变原问题栅元均匀化材料分布的前提下,将传统pin-by-pin计算中使用的均匀材料细网剖分方式替代为非均匀材料粗... 计算效率是制约pin-by-pin计算工程应用的主要因素之一。本文利用三维扩散的非均匀变分节块法的非均匀节块的描述能力,在不改变原问题栅元均匀化材料分布的前提下,将传统pin-by-pin计算中使用的均匀材料细网剖分方式替代为非均匀材料粗网剖分方式(粗网加速方法),既能保证pin-by-pin的计算分辨率,又能显著降低红-黑迭代所需的浮点数操作数目,减小内迭代的计算代价。针对外迭代,运用广义矩阵分离加速(GPM)算法和粗网有限差分(CMFD)算法提高源迭代的收敛速度,降低计算时间。数值结果表明,提出的加速算法能在保证计算精度的前提下,有效提高pin-by-pin计算的效率。 展开更多

关键词 加速pin-by-pin计算 非均匀变分节块法 粗网加速方法 广义矩阵分离加速算法 粗网有限差分算法

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离散纵标六角形节块法及CMFD加速研究 被引量：1

20

作者 李志勇 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期271-276,共6页

离散纵标节块法是一种求解六角形中子输运方程的有效方法。本文基于六角形横向积分离散纵标方程,解析得到横向积分通量出射通量与入射通量的关系,并根据类似于扩散方法的六角形输运节块中子平衡方程形式,得到了一种离散纵标六角形节块... 离散纵标节块法是一种求解六角形中子输运方程的有效方法。本文基于六角形横向积分离散纵标方程,解析得到横向积分通量出射通量与入射通量的关系,并根据类似于扩散方法的六角形输运节块中子平衡方程形式,得到了一种离散纵标六角形节块法数值迭代策略。由于离散纵标法收敛速度较慢,本文根据粗网有限差分(CMFD)技术导出离散纵标六角形CMFD加速方法。数值计算结果表明,该CMFD加速技术能取得约16倍的加速效果。 展开更多

关键词 六角形 离散纵标法 中子平衡 粗网有限差分方法

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