有限元方法在中子测井数值模拟中的应用

讨论了有限元方法在中子测量井数值模拟中的应用。用有限元方法求解多群Ｐ１近似中子输运方程，编制了二维有限元程序ＦＥＭＬＯＧ，并对中子测井问题进行了数值计算，所得结果同国际通用二维ＳＮ程序的计算结果进行了比较，二者符合良好，但其计算速度比ＳＮ方法快得多。     

中子扩散方程的混合间断有限元法

构造了求解二维两群中子扩散方程的混合间断有限元格式,研制了相应的计算程序.计算结果表明这个格式是可行的.为了提高计算精度,还需进一步深入系统研究     

球形托卡马克堆嬗变中子学计算的比较研究

基于对球形托卡马克（ST）聚变堆的研究，提出了ST聚变－嬗变堆的设计概念。运用一维输运燃耗计算程序BISON3.0进行了优化设计，确定了适合于嬗变少额锕系MA核素的堆芯等离子体参数、包层结构及合适的换料周期。在一维计算的基础上，运用二维中子学程序TWODANT进行了二维中子输运计算；结合TWODANT给出的中子通量，运用一维放射性计算程序FDKR进行了燃耗计算，并给出了有关的计算结果。     

入射能量为5．1MeV中子~（58）Ni（n，α）~（55）Fe反应截面和出射

用屏栅电离室测量了入射中子能量为５．１ＭｅＶ的５８Ｎｉ（ｎ，α）５５Ｆｅ核反应的α粒子角分布，２３８Ｕ裂变电离室作中子注量率的测量，测得该能点５８Ｎｉ（ｎ，α）５５Ｆｅ的总截面为（４７．４±５．０）ｍｂ．用中国核数据中心推荐的理论计算程序ＵＮＦ计算了在１—８ＭｅＶ能区５８Ｎｉ（ｎ，ｐ）５８Ｃｏ，５８Ｎｉ（ｎ，α）５５Ｆｅ的反应截面和入射中子能量为５．１ＭｅＶ的５８Ｎｉ（ｎ，α）反应角分布．理论和测量数据的比较说明，用复合核模型来描写该能点的角分布是可行的．     

一个含F旋的IBM—2软件包

介绍一个新的ＩＢＭ－２程序。它以Ｆ旋对称的Ｕ（５）极限的波函数做为基，并将Ｈａｍｉｌｔｏｎｉａｎ写成Ｆ旋张量的形式。除了通常的显含质子中子指标的Ｈａｍｉｔｏｎｉａｎ的输入外，还有Ｆ旋张量的形式输入，并且能够计算Ｂ（Ｅ２）和Ｂ（Ｍ１）。     

LHCD的径向扩散效应

根据低杂波驱动电流的准线性理论，利用二维Ｆｏｋｋｅｒ－Ｐｌａｎｋ方程模拟程序，求出速度空间扩散的驱动电流，考虑快电子的径向扩散效应对驱动电流的影响，对原有程序加以完善，并ＨＴ－７，ＨＴ－６Ｍ装置进行了大量模拟计算，结果表明，考虑径向扩散后，原有的驱动电流以分变平很宽，并且变得光滑，同时驱动电流明显减小，驱动效率降低，另外，对于不同的径向扩散系数，电流密度的分布也有较大的差异。     

ITER ƫ�������Ѷ�̽�����������ƽ�չ

基于中国ITER氦冷固态增殖剂试验包层(CHHCSBTBM)3×3模块化结构设计,借助一维中子输运计算程序ONEDANT和二维中子输运计算程序TWODANT,对ITER实验包层模块(TBM)设计的中子学问题进行计算。计算出产氚增殖比以及不同材料区的功率密度、中子通量分布和产氚增殖率,并对计算结果进行分析比较。     

MOC/SN耦合三维中子输运程序KYCORE开发与初步验证

KYCORE程序是中国核动力研究设计院开发的径向MOC（特征线方法）与轴向SN耦合三维中子输运程序。KYCORE将二维MOC与一维SN通过角通量实现高精度耦合,并通过粗网有限差分实现快速收敛,是目前可工程化应用于三维中子输运计算中精度最高的方法之一。介绍了2D/1D计算与加速理论,并通过与蒙特卡罗程序的计算对比,数值验证了KYCORE三维中子计算的准确性与高效性。     

解二维中子输运问题的三角网格配置法

本文研究了二维轴对称中子输运(包括各向同性散射和各向异性散射)问题的一种有限元数值方法。给出了一系列的数值计算结果,并与国内外的SN、间断有限元方法的数值结果及实验结果进行比较,取得了令人满意的结果。     

聚变中子学的蒙特卡罗PVM并行模拟在ITER中子诊断设计中的应用

聚变能源很可能是人类文明得以维持发展的新型能源。未来的氘氚聚变堆的结构和工程设计很大程度上依赖于以聚变中子学为基础的计算。在过去的十余年中，很多的核数据库如FENDL和JENDL的检验工作围绕ITER设计而展开。聚变中子学计算包括中子和光子的输运计算。其计算目标是提供反应率和能谱等重要的信息。一维或二维的聚变中子学解析计算能提供一定精度的结果和高效率的优化设计，但对于一个三维的聚变托卡马克反应堆来说，只有蒙特卡罗方法能提供较精确的数值模拟结果。MCNP程序是由LANL实验室发展的用于中子和光子的蒙特卡罗计算的大型程序。PVM的并行计算环境能提高为MCNP程序的运行执行效率。     

临界-燃耗耦合计算方法

基于蒙特卡罗模拟方法,采用MCNP的多群计算程序模拟中子输运方程,并与栅元均匀化程序WIMS耦合,实现了临界-燃耗耦合计算。具体过程是:首先扩展MCNP的多群功能,将其能群扩展为69群;然后,由接口程序将WIMS程序产生69群共振、自屏宏观中子截面转化为ACE格式的多群截面;其次,将新产生的多群截面提供给MCNP,完成临界-燃耗计算;最后,利用此耦合程序进行了基准题校核计算以及实验对比。计算结果表明,此耦合程序是可靠和正确的。     

FEB氦灰问题研究

本文从现有的氦灰输运和排除的实验数据出发，计算了ＦＥＢ的氦灰积累速率，得到了平衡氦灰浓度，另外，从α粒子平衡方程和等离子体功率平衡方程出发得到的结果与直接从实验数据计算得到的结果相一致。最后，用二维Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ程序模拟了排灰效率与偏滤器工程结构参数和靶板附近的等离子体参数之间的敏感性关系。     

一种有效的量子Monte Carlo模拟方法及其关于二维反铁磁Heisenbe…

提出一种关于二维反铁磁Ｈｅｉｓｅｎｂｅｒｇ模型（ＡＦＭＨ）的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟新方法。该方法避免了对于相应三维经典自旋系统作模拟计算时的禁态问题和阻错困难。研究还表明，该方法在整个温度区域内的取样迭代效率高，克服了在连续极限下的临界慢化现象，使之能够在更低的温度下进行ＡＦＭＨ的数值研究。     

二维柱几何各向异性输运问题的数值计算方法

本文研究了求解二维输运问题的各向异性三角网间断有限元数值方法。详细讨论了求解过程,给出了解的预估公式,证明了数值解的存在唯一性和数值方法的稳定性。给出了各向异性问题的二维数值计算结果及钨——碳临界装置TCCA^[11]的二维数值计算结果。并与国内外S_N数值计算及实验结果进行比较,取得了令人满意的结果。     

MCADS程序的开发和ADS基准题计算

由于加速器驱动次临界堆存在外中子源,堆芯结构复杂,中子注量的各向异性严重,所以相关燃耗计算在次临界系统设计中起着重要作用。为实现次临界系统的燃耗计算,结合粒子输运程序MCNP处理复杂几何和燃耗程序LITAC处理核素全面的特点,开发了接口程序MCADS耦合MCNP和LITAC。然后选取IAEA-ADS基准题对耦合程序进行了验证计算。结果表明,燃耗、外源强度、空泡效应、初始功率分布等方面的计算结果和其他国家的计算结果相比有很好的一致性,证实了MCADS在次临界模式计算中的可靠性。     

三维旋转域内Poisson方程的有限元线法分析

应用半解析有限元线法分析三维旋转域内的Ｐｏｉｓｓｏｎ方程。通过环向采用Ｆｏｕｒｉｅｒ级数展开，原问题被转化为一系列旋转面上的二维问题，构造了相应的ＦＥＭＯＬ单元，并对由柱坐标系带来的ｒ＝０处的奇异性以及各类退化单元边，线作了细致处理。     

基于大规模并行计算的三维多群中子扩散方程有限差分方法

三维多群中子扩散方程的精确、高效求解是核动力堆芯设计及燃料管理的基础。应用有限差分方法求解该方程具有简便、精确、成熟的优点;然而,该方法的计算量和存储量均较大,极大地限制了它的计算规模和应用范围。本文基于大规模并行计算,研究三维多群中子扩散方程有限差分方法:采用中心有限差分格式离散中子扩散方程;基于MPI并行编程模型,采用空间区域分解的方式实现大规模并行计算;采用多群多区域耦合PGMRES算法进行并行加速。在集群服务器上开发了ParaFiDi程序,并采用IAEA3D,PHWR等多个基准题对该程序进行验证。数值结果表明,ParaFiDi程序具有较高的计算精度和计算效率。     

磁流变智能液场致微结构变化的Monte Carlo模拟

从磁流变液中存在的各种相互作用势出发，对Ｎ＝１００个球形羰基铁颗粒均匀分布于一正方形二维体系之中的物理模型，利用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法和Ｍｅｔｒｏｐｌｉｓ算法着重计算了磁流变智能液的场致微结构变化。计算结果表明，磁流变液（ＭＲＦ）的流变效应在外磁场中的变化是由于其ＭＲＦ中磁性颗粒的成链团簇有序化所致。这与磁流变液在外磁场中熵的下降和对ＭＲＦ的光学显微镜观察结果是一致的。     

二维柱几何非定常中子输运方程基于格式的界面预估校正并行算法

针对二维柱几何非定常中子输运方程的Sn-间断有限元方法,提出基于格式的界面预估校正并行算法.数值算例表明,该并行算法在精度与并行度等诸方面均具有良好的性质,与已有的基于隐式格式的并行扫描算法相比,对于二维中子输运大规模计算问题,并行计算效率较高,并行加速比可增加-倍以上,且可保持原隐式格式的计算精度.     

基于VENUS-Ⅲ国际基准模型的JMCT程序验证

基于自主研制的三维中子-光子耦合输运蒙特卡罗通用程序JMCT(J Monte Carlo Transport Code),采用连续点截面,对国际基准屏蔽VENUS-III模型开展精细建模和中子输运临界及屏蔽计算.临界计算得到系统keff、重要区域的通量及能谱.结果表明,JMCT和MCNP程序的重要区域体通量计数吻合较好,偏差均在1%以内.深穿透屏蔽计算采用外源模式,点探测器计数,JMCT计算值与实验测量值偏差在15%以内,满足屏蔽设计对误差的要求.初步验证了JMCT程序临界及屏蔽计算的可用性.