基于JSNT程序的压水堆屏蔽计算

反应堆屏蔽计算是评估核电站安全性能的基础,是指导电站设计、运行的重要手段之一。JSNT程序是中物院高性能数值模拟软件中心研制的大规模并行离散纵标输运程序,具有较高的计算精度和计算效率。利用JSNT程序对某压水堆进行了建模计算,给出了中子通量密度的分布结果,并与实验测量值进行了对比。对比结果显示：无论是采用S8计算还是S16计算,计算结果都能满足工程要求;相比S8而言,采用S16计算可以显著提高计算精度,能够将某些测点处的相对误差降至1%以内。     

聚变堆深穿透屏蔽计算方法研究

为了提高具有复杂孔道的聚变堆深穿透屏蔽问题的计算精度,研究了蒙特卡罗法和离散纵标法(MC-S_N)的耦合方法。同时,在权重差分方法的基础上引入具有自适应特性的定向权重和指数定向权重方法,并基于勒让德-切比雪夫求积组和极角细化技术研究了偏倚求积组,有效解决聚变中子穿透能力强、强各向异性散射等屏蔽计算难点。通过与MCNP程序模拟结果的比较分析发现,这些研究方法能有效提高聚变堆深穿透屏蔽计算的精度。     

基于非线性迭代的压水堆瞬态计算程序开发

采用目前工业上成熟的非线性迭代计算策略,基于两群粗网有限差分方法和多群UNM节块方法,开发了针对压水堆工况的三维瞬态扩散计算程序。UNM方法采用解析基函数作为基函数,通过方程变换解决了解析节块法在临界节块计算不稳定的问题,提高了计算精度。热工计算采用单通道模型和燃料棒一维导热模型,相比目前堆芯在用的经验关系式方法,该模型可以更加准确地计算燃料棒温度分布。采用基于横向积分方程的三节块方法,可以有效减轻控制棒尖齿效应对瞬态计算的影响。为测试程序性能,采用NEACRP等基准算例对程序进行了校验。数值结果表明,开发的程序计算结果正确,适用于压水堆堆芯瞬态过程的模拟。     

ITER屏蔽包层模块的热工水力学计算与分析

国际热核实验堆（ITER）项目是一个大型的能源科学项目，也是继国际空间站之后最大的国际科技合作项目，其主要目的是演示利用聚变能大规模商业发电的科学与技术可行性。ITER的关键技术之一是包层技术，它的基本设计工作在2001年就已经完成，之后又进行了一些比较大的改进，这些改进中包括了冷却系统。冷却系统是由很多的径向管组成的方阵（如图1），整个屏蔽包层的冷却主要由这些径向管完成，它们分别位于8个系列上，系列之间是串联关系，在图1中，冷却剂流经系列的顺序是6-58-74-32-1。每两个系列通过前集管组成一对（总共4对），如系列6和5，     

SN方法粒子输运计算程序自动建模关键技术问题研究

在充分调研和分析SN方法粒子输运计算程序自动建模方法的基础上，对建模过程中的模型文件格式识别、属性编辑、空腔处理及自动划分离散网格等关键技术问题进行了研究，并提出了合理可行的解决方法。通过对SNAM程序建模部分功能测试，验证了这些方法的正确性和有效性。This paper presents two approaches to enhance the geometry modeling ability of SN particle transport simulation codes and focus on the key issues that lie in the processing from CAD model to SN code geometry model, e.g. CAD file format support, void modeling, mesh generation and model-editing. SNAM （SN Automatic Modeling system） has been developed as an interface code between commercial CAD software and SN particle transport simmulation codes. The testing results have shown that the algorithm and implementation used in SNAM are efficient and capable of all the necessary processing from CAD model to SN geometry model.     

气幕对潜艇声屏蔽作用的数值计算

本文利用惠更斯-菲涅尔原理和虚源方法建立了均匀海水中障碍物后声传播损失的计算模型,对模型进行了数值实验验证,并与海上试验数据对比,得到了较为合理的结果。     

屏蔽电缆对脉冲X射线响应的数值计算

 结合蒙特卡洛方法和时域有限差分(FDTD)方法,计算了电缆受脉冲X射线辐照时介质层内的运流电流密度,并以此为麦克斯韦方程的源,计算得到了电缆两端接匹配负载时的芯线响应电流。该方法综合考虑了电缆芯线、介质层和屏蔽层的沉积电荷对芯线响应电流的影响。计算结果表明：芯线响应电流大小与电缆受辐照长度成正比,电流由辐照中心向两边流走;源区越靠近中心位置,电流幅度越小,源的中心位置处,电流为零,源区存在静电场;源区外,电流大小相等,方向相反。最后,利用有限差分法计算得到的电场强度反推出了芯线电荷数,与蒙特卡洛方法计算的结果相比,FDTD方法计算的要低20%,该误差可能由将3维问题近似为1维问题所引起。     

基于BLT方程的双层腔体屏蔽效能计算方法

基于波导理论,将BLT方程进一步拓展,提出一种可快速、准确地计算双层腔体内任意点屏蔽效能的方法。首先将腔体壁孔所在面等效为二端口网络,腔体等效为两端短路的波导,建立信号流图。引入孔阻抗计算二端口网络散射参数,依据信号流图构建广义BLT方程,得到内层腔体中心线上点的屏蔽效能;然后根据波导理论的场分布特性,推导出腔体内任意点电场与腔体中心线上电场的关系,最终得到内层腔体内任意点的屏蔽效能。将计算结果与等效电路法及CST数值仿真结果对比,三者吻合良好,计算结果在较大频率范围内比等效电路法精度更高。该方法可以准确预测双层腔体在0~2.5 GHz范围内所有谐振点,有助于分析腔体谐振现象,且计算效率较高,占用资源大幅减少。     

Helium trimer calculations with a public quantum three-body code

We present an illustration of using a quantumthree-body code being prepared for public release. The code is based on iterative solving of the three-dimensional Faddeev equations. The code is easy to use and allows users to perform highly-accurate calculations of quantum three-body systems. The previously known results for He₃ ground state are well reproduced by the code.     

Z箍缩内爆的MARED程序1维模拟分析

 研制可靠的数值模拟工具对Z箍缩内爆产生X光辐射过程进行理论研究、实验分析以及负载设计至关重要。介绍了2维三温辐射磁流体力学程序（MARED）的物理方案,给出了MARED程序的1维检验结果,验证表明MARED程序适用不同装置条件、不同负载参数。结合丝阵Z箍缩实验的数值模拟和分析表明：相同负载质量条件下,钨丝阵内爆产生的X光辐射功率远大于铝丝阵产生的X光功率;相同负载电流条件下,负载质量越大,计算得到X光功率越低;X光功率随着负载电流增加而增加。     

Z箍缩内爆的MARED程序1维模拟分析

研制可靠的数值模拟工具对Z箍缩内爆产生X光辐射过程进行理论研究、实验分析以及负载设计至关重要。介绍了2维三温辐射磁流体力学程序（MARED）的物理方案,给出了MARED程序的1维检验结果,验证表明MARED程序适用不同装置条件、不同负载参数。结合丝阵Z箍缩实验的数值模拟和分析表明：相同负载质量条件下,钨丝阵内爆产生的X光辐射功率远大于铝丝阵产生的X光功率;相同负载电流条件下,负载质量越大,计算得到X光功率越低;X光功率随着负载电流增加而增加。     

Validation of CASCADE code using the monitor reactions

Production cross-sections of monitor reaction ²⁷Al(x, y)²⁴Na for proton, neutron and deuteron projectiles have been estimated from the CASCADE code from tens of MeV/n to tens of GeV/n energy and compared them with the available experimental data. It has also been shown that using the CASCADE code production cross-section of ²⁷Al(d, y₂)²⁴Na reaction can be obtained from the proton and neutron projectiles. Implicitly, this provides an alternative way of knowing production cross-section of ²⁷Al(n, y ₁)²⁴Na reaction which may be used to monitor the neutron flux in a wide range of energy. However, in the paper need of experimental determination of cross-sections for neutron projectile has been stressed. Similarly, cross-section of other monitor reactions like ²⁷Al(p, y ^′)²²Na and ²⁷Al(n, y ^′ ₁)²²Na are also calibrated as function of energy up to several GeV.     

基于禁忌搜索的正交多相码波形设计

正交多相码信号有低自相关旁瓣值和低互相关峰值的特点,可以用于编队工作的主动声纳中,降低声纳之间的直达波干扰。文章提出用禁忌搜索的方法设计正交多相码信号集,优化正交多相码的自相关旁瓣值和互相关峰值。通过对实验结果的分析和多种算法之间的比较,证明了禁忌搜索算法能够设计相关性能更优的正交多相码。文章还通过数值实验,分析了正交多相码信号集的相关性能与信号数量和码长的关系。     

Theoretical ELNES using one-particle and multi-particle calculations

One-, two-, and many-particle calculations for electron-energy-loss near-edge structures (ELNES) are reviewed. The most important point for the ELNES calculation is the proper introduction of the core-hole effect. By introducing the core-hole effect in a sufficiently large supercell, one-particle calculations are applicable to the ELNES of many edges. On the other hand, the two-particle interaction between the excited electron and the core-hole, namely the excitonic effect, is significant in the K edges of very light elements and the L_2,3 edges of Mg and Al. Many-particle interactions, including both electron–electron and electron–hole interactions, are indispensable for the L_2,3 edges of transition metals and the M_4,5 edges of lanthanides, namely white lines. In this review, we present the basics, methodologies, and some applications of one-, two-, and many-particle calculations. In addition, importance of momentum transfer vector in the ELNES calculations for comparison with the experiments is discussed.     

Growth of precursors in silicon using pseudopotential calculations

Based on the results of pseudopotential calculations, the progression of a single interstitial into small compact clusters and ultimately into chain-like defects is examined. For clusters that consist of more than eight interstitials, the capture of bond-centered interstitials reveals a change in the growth mechanism leading to enhanced stability of clusters. The five-interstitial model is proposed to be a plausible candidate for optically active W centers, observed in ion irradiated silicon.     

Z箍缩内爆的MARED程序数值模拟分析

MARED程序是模拟Z箍缩内爆过程的二维三温辐射磁流体力学程序,它适用于不同装置条件和不同负载参数.利用MARED程序对Z箍缩内爆进行模拟,结合丝阵Z箍缩实验分析表明:相同负载质量条件下,钨丝阵内爆产生的X射线辐射功率远大于铝丝阵产生的X射线功率;相同负载电流条件下,负载质量越大,计算得到的X射线功率越低;X射线功率随着负载电流增加而增加.MARED程序能够较好地反映Z箍缩内爆动力学过程,特别是不稳定性发展的二维图像,能够给出与不稳定性简化模型的理论分析及实验结果定性一致的演化规律.MARED程序模拟丝阵填充泡沫形成辐射场的初步计算得到了与Sandia实验室模拟Z装置上丝阵填充泡沫定性一致的结果.