蒙特卡羅粒子輸運模擬中源偏倚和網(wǎng)格權(quán)窗方法研究
發(fā)布時間：2020-12-10 18:48
蒙特卡羅方法因其模擬精確性高、幾何適用性強等優(yōu)勢在粒子輸運計算研究中被廣泛應(yīng)用,但收斂速度慢是蒙特卡羅方法用于反應(yīng)堆模擬時的重要瓶頸,減方差方法正是解決蒙特卡羅計算收斂速度慢問題的重要方法,源偏倚和網(wǎng)格權(quán)窗方法是解決核系統(tǒng)屏蔽設(shè)計分析難題的有效減方差方法。本文針對源偏倚和網(wǎng)格權(quán)窗減方差方法如何高效使用方面存在的問題展開研究,實現(xiàn)了面向蒙特卡羅粒子輸運模擬的源偏倚和網(wǎng)格權(quán)窗方法,并集成到超級蒙特卡羅核計算仿真軟件系統(tǒng)SuperMC中,不僅完善SuperMC軟件中的減方差方法,也進一步加強了SuperMC在處理屏蔽計算中深穿透問題的優(yōu)勢。同時,本工作為進一步研究更先進的減方差方法奠定了基礎(chǔ),對核系統(tǒng)屏蔽設(shè)計研究具有重要意義。首先,本文實現(xiàn)了結(jié)合能量、位置、方向的源粒子偏倚抽樣方法和基于直角坐標系或圓柱坐標系下的網(wǎng)格權(quán)窗方法,并在SuperMC軟件框架下進行了編程實現(xiàn)�；谙盗谢鶞世}的測試結(jié)果表明,本文實現(xiàn)模塊的計算結(jié)果與由美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室研發(fā)的國際主流蒙卡程序MCNP吻合良好,驗證了本文實現(xiàn)模塊的正確性和有效性。其次,為了方便高效地使用源偏倚和網(wǎng)格權(quán)窗減方差方法,本文對偏倚參數(shù)...
【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：68 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２．１源粒子發(fā)射示意圖??
幾何模型描述：半徑為１０ｃｍ、高為１００ｃｍ的Ａ１材料圓柱，中間有一半徑為??１ｃｍ的氮氣柱。在其最低端和中間處分別設(shè)置了一個中子點源，能量均為１４Ｍｅｖ。??計數(shù)為整個圓柱最上層的面積分流（見圖２．５）。??‘Ｉ??材料?Ｉ?？??＾點源??圖２．５長氮氣柱模型??Ｆｉｇ２．５?Ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｌｏｎｇ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｃｏｌｕｍｎ??在未進行偏倚抽樣之前兩個點源是均勻抽樣的，但是我們從經(jīng)驗可ｗ知道中??間的點源對計數(shù)貢獻會更大，因此將位置偏倚參數(shù)設(shè)置如下：??在底端和中間位置的中子點源，抽樣概率分別為０．５，化５，源位置偏倚概率分??別為?０．４，?０．６。??１５??
２．３．２均勻分布箱式偏倚??１）模型描述??如圖２．６，幾何模型是由ａａ［；（／７?＝?２．０ｇ／ｃ／Ｍ３）和’６０（／７?＝?０．００１２ｇ／ｃ／？３）相間而形成堆??疊式的圓柱其半徑為３０ｃｍ，高為ｌＯＯｃｍ。整體被分為１０層，每層ｌＯｃｍ厚。??在圓柱外有離圓柱軸５０ｃｍ，離圓柱底部高為５５ｃｍ、密度為／？?＝?５．３ｇ／ｃｗ３、半徑為??７ｃｍ的褚球。在圓柱底部Ｗ下化０１ｃｍ的位置處有方向各向同性、能量為５ＭｅＶ的??光子點源。計數(shù)區(qū)域為錯球，類型為體通量。??１６??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]蒙特卡羅粒子輸運權(quán)窗減方差方法研究及在ITER屏蔽分析中應(yīng)用[J]. 鄭華慶,宋婧,郝麗娟,孫光耀,胡麗琴,FDS團隊. 核科學(xué)與工程. 2014(03)
[2]中國鉛基研究反應(yīng)堆概念設(shè)計研究[J]. 吳宜燦,柏云清,宋勇,黃群英,劉超,王明煌,周濤,金鳴,吳慶生,汪建業(yè),蔣潔瓊,胡麗琴,李春京,高勝,李亞洲,龍鵬程,趙柱民,郁杰,FDS團隊. 核科學(xué)與工程. 2014(02)
[3]Preliminary study on CAD-based method of characteristics for neutron transport calculation[J]. 陳珍平,鄭華慶,孫光耀,宋婧,郝麗娟,胡麗琴,吳宜燦. Chinese Physics C. 2014(05)
[4]Monte Carlo方法的最優(yōu)源項偏倚抽樣密度函數(shù)[J]. 蘇健,曾志,程建平,李君利. 清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(02)
[5]超級蒙特卡羅計算軟件SuperMC2.0中子輸運計算校驗[J]. 孫光耀,宋婧,鄭華慶,陳珍平,郝麗娟,龍鵬程,胡麗琴,吳宜燦. 原子能科學(xué)技術(shù). 2013(S2)
[6]幾種重要性函數(shù)在粒子輸運蒙特卡羅模擬中的應(yīng)用[J]. 邱有恒,鄧力,李百文,趙英奎. 原子能科學(xué)技術(shù). 2013(S2)
[7]國內(nèi)外核電發(fā)展形勢分析[J]. 武宏波,王智冬,項冰. 能源技術(shù)經(jīng)濟. 2012(03)
[8]Multi-objective optimization of inverse planning for accurate radiotherapy[J]. 曹瑞芬,吳宜燦,裴曦,景佳,李國麗,程夢云,李貴,胡麗琴. 中國物理C. 2011(03)
[9]粒子輸運蒙特卡羅模擬現(xiàn)狀概述[J]. 鄧力,李剛. 計算物理. 2010(06)
[10]國際熱核實驗反應(yīng)堆(ITER)計劃與未來核聚變能源[J]. 潘傳紅. 物理. 2010(06)
本文編號：2909196
【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：68 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２．１源粒子發(fā)射示意圖??
幾何模型描述：半徑為１０ｃｍ、高為１００ｃｍ的Ａ１材料圓柱，中間有一半徑為??１ｃｍ的氮氣柱。在其最低端和中間處分別設(shè)置了一個中子點源，能量均為１４Ｍｅｖ。??計數(shù)為整個圓柱最上層的面積分流（見圖２．５）。??‘Ｉ??材料?Ｉ?？??＾點源??圖２．５長氮氣柱模型??Ｆｉｇ２．５?Ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｌｏｎｇ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｃｏｌｕｍｎ??在未進行偏倚抽樣之前兩個點源是均勻抽樣的，但是我們從經(jīng)驗可ｗ知道中??間的點源對計數(shù)貢獻會更大，因此將位置偏倚參數(shù)設(shè)置如下：??在底端和中間位置的中子點源，抽樣概率分別為０．５，化５，源位置偏倚概率分??別為?０．４，?０．６。??１５??
２．３．２均勻分布箱式偏倚??１）模型描述??如圖２．６，幾何模型是由ａａ［；（／７?＝?２．０ｇ／ｃ／Ｍ３）和’６０（／７?＝?０．００１２ｇ／ｃ／？３）相間而形成堆??疊式的圓柱其半徑為３０ｃｍ，高為ｌＯＯｃｍ。整體被分為１０層，每層ｌＯｃｍ厚。??在圓柱外有離圓柱軸５０ｃｍ，離圓柱底部高為５５ｃｍ、密度為／？?＝?５．３ｇ／ｃｗ３、半徑為??７ｃｍ的褚球。在圓柱底部Ｗ下化０１ｃｍ的位置處有方向各向同性、能量為５ＭｅＶ的??光子點源。計數(shù)區(qū)域為錯球，類型為體通量。??１６??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]蒙特卡羅粒子輸運權(quán)窗減方差方法研究及在ITER屏蔽分析中應(yīng)用[J]. 鄭華慶,宋婧,郝麗娟,孫光耀,胡麗琴,FDS團隊. 核科學(xué)與工程. 2014(03)
[2]中國鉛基研究反應(yīng)堆概念設(shè)計研究[J]. 吳宜燦,柏云清,宋勇,黃群英,劉超,王明煌,周濤,金鳴,吳慶生,汪建業(yè),蔣潔瓊,胡麗琴,李春京,高勝,李亞洲,龍鵬程,趙柱民,郁杰,FDS團隊. 核科學(xué)與工程. 2014(02)
[3]Preliminary study on CAD-based method of characteristics for neutron transport calculation[J]. 陳珍平,鄭華慶,孫光耀,宋婧,郝麗娟,胡麗琴,吳宜燦. Chinese Physics C. 2014(05)
[4]Monte Carlo方法的最優(yōu)源項偏倚抽樣密度函數(shù)[J]. 蘇健,曾志,程建平,李君利. 清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(02)
[5]超級蒙特卡羅計算軟件SuperMC2.0中子輸運計算校驗[J]. 孫光耀,宋婧,鄭華慶,陳珍平,郝麗娟,龍鵬程,胡麗琴,吳宜燦. 原子能科學(xué)技術(shù). 2013(S2)
[6]幾種重要性函數(shù)在粒子輸運蒙特卡羅模擬中的應(yīng)用[J]. 邱有恒,鄧力,李百文,趙英奎. 原子能科學(xué)技術(shù). 2013(S2)
[7]國內(nèi)外核電發(fā)展形勢分析[J]. 武宏波,王智冬,項冰. 能源技術(shù)經(jīng)濟. 2012(03)
[8]Multi-objective optimization of inverse planning for accurate radiotherapy[J]. 曹瑞芬,吳宜燦,裴曦,景佳,李國麗,程夢云,李貴,胡麗琴. 中國物理C. 2011(03)
[9]粒子輸運蒙特卡羅模擬現(xiàn)狀概述[J]. 鄧力,李剛. 計算物理. 2010(06)
[10]國際熱核實驗反應(yīng)堆(ITER)計劃與未來核聚變能源[J]. 潘傳紅. 物理. 2010(06)
本文編號：2909196
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