非线性中子输运方程的Galerkin有限元解

§1.引言在核反应系统中,当中子数目足够多时,中子间的相互作用必须考虑,这就导致非线性中子输运方程。在这方面,已出现了一些研究工作,文献[1]对一类非线性中子输运方程,在一定的假定下,用半群方法证明了它的初边值问题解的存在性和唯一性。本文试图用[2]中的方法考察非线性中子输运方程的Galerkin有限元解。在§2中,给出了解的先验估计。在§3中,利用解的先验估计给出了广义解的存在性,构造了Galer-     

求解中子输运方程的粗网格再平衡方法

针对已知中子输运方程的标量通量P1近似值和网格边界通量模型情况下,我们提出了一种求解中子输运方程新的粗网格再平衡方法.方法将再平衡系统的稀疏矩阵变成对角占优矩阵,同时矩阵的逆是非负的.     

超临界系统自发启动概率计算

引言 我们曾求解过死绝方程,这种计算问题的核心是用Monte Carlo方法解非定常中子输运方程,同时还要解高次代数方程组。由于用Monte Carlo方法解非定常中子输运问题已有了介绍(见[1],[2]及[3]),于是本文重点在于求高次代数方程组的解,对     

中子输运方程DSN方法的稳定性、收敛性和误差估计

中子输运方程的离散s_N方法(以下简称DSN方法)有显式递推求解方便,程序逻辑简单,存储量节省而又能保证一定精确度等优点,应用甚多,是解一维和多维中子输运方程的一种有效方法. 197l年,P.Lascaux和P.A.Raviart在[1]中,用能量法证明了标准方程     

离散纵标方法与广义解

§1 中子,γ光子及其它粒子输运方程和计算方法的研究是核工程、技术领域内的一个重要内容.对粒子输运方程各种问题解的理论与数值研究具有重要意义.对这方面的研究有许多工作.本文的目的是用离散纵标(DSN)方法来作二维粒子输运方程:     

非线性中子输运方程全离散有限元解的误差估计

本文研究非线性中子输运方程的全离散有限元方法,我们用Brower不动点定理证明了全离散格式非线性方程组的可解性,并给出有限元解的误差估计。     

中子测井问题中非定常输运方程的谱流线扩散有限元耦合方法

针对中子测井问题,研究非定常Boltamann中子输运方程的确定型数值求解方法,给出了求解Boltzmann方程的球谐函数展开和流线扩散有限元耦合方法,证明了这种耦合方法的收敛性和误差估计。实际算例表明此方法是有效的。     

求解定态中子输运方程的非相容DSA方法

在数值方法求解低泄漏或低俘获的粒子输运方程时,常用的源迭代法(Source iteration method,SI)收敛较慢.缓慢的迭代过程不仅效率低,并且难以确定迭代何时收敛.在已有众多的迭代加速方案中,扩散综合加速法(diffusion synthetic acceleration method,DSA)是一种有效且鲁棒的加速方法.对于一致离散DSA方法,高阶输运方程和低阶扩散算子应该满足相容性条件.然而,在处理复杂离散系统时,却很难推导出满足一致相容性条件的方法.提出了一个满足部分相容性条件的方法,即带阻尼的DSA方法.利用间断有限元方法(diffusion Galerkin method,DGA)对中子输运方程空间坐标进行离散,并利用傅里叶分析结果选择阻尼因子β.方法可用于求解定义在一维平面几何中的输运方程.傅里叶分析和数值试验表明了方法的有效性.     

二维输运方程离散格式的对称性

讨论了二维柱几何非定态中子输运方程离散格式的对称性问题，在几何空间和相空间连续的情况下，证明了时间离散方程的一维球对称性；而在时间和相空间离散的情况下，阐述了格式不具有一维球对称性；对时间和相空间离散情况下的几何空间间断有限元方程，得到了左右对称性。     

输运方程特征值问题的高精度求积方法

<正>1引言考虑平板各向异性散射和裂变的输运方程:其中,2a为平板厚度.-a≤x≤a,-1≤μ,μ′≤1,V是临界特征值.如何求解输运方程的最大的简单特征值问题是一个重要课题[1].关于它的存在性已     

辐射传输方程的变分和Galerkin离散格式

正1引言辐射传输方程(radiative transfer equation:RTE)有着非常广泛的应用,例如天体物理[1],大气和海洋[2,3],辐射传热[4],中子输运[5,6],光分子成像[7,8]等等.辐射传输方程是光学分子成像的正向问题,从物理角度而言可归结为光子在生物组织中的传输问题,然而辐射传输方程是一个偏微分方程,本质上是一个积分-微分的双曲型问题,由于其自身问题的复杂性和高维性,目前寻找求解辐射传输方程的有效数值解法仍是一个严峻的     

条件蒙特卡洛方法在中子点源点通量计算中的应用

在中子点源点通量的计算中,早期人们都采用统计估计量,这时统计量及其方差均是无界的,为了克服这个问题,1963年,Kalos提出加中间点的方法,使得统计量的方差有界,然而统计量本身仍然是无界的.其后,Kalli、Cashwell和裴鹿成等人分别从不同的途径改进了这个结果,得到了点通量的有界统计量.本文将运用条件蒙特卡洛的接巧,在中子点源的中子输运方程的Neumann级数形式解的每一项中引入了待定的概率密度函数f_N(s,ψ,θ),而后在每一项中对径迹作拉伸和旋转变换,由此导出中子点源点通量的统计量,由于统计量中含有待定因子f_N(s,ψ,θ),因此适当的选取f_N(s,ψ,θ)就可使统计量有界。     

湍流速度和耗散率联合几率密度函数的输运方程

根据湍流动能耗散率满足对数正态分布的假定,给出耗散率的随机模型,并对速度的Langevin模型进行了修正,从而建立起完全封闭的湍流速度和耗散率联合几率密度函数的输运方程.为检验模型的可靠性,用Monte Carlo方法对输运方程进行了数值求解,给出衰变湍流和均匀剪切湍流的满意结果.     

通过求解输运方程计算壁面距离

壁面距离在当代湍流模化中仍然扮演着关键角色,然而苦于遍历计算壁面距离的高昂代价,该文考虑了求解偏微分方程的途径．基于Eikonal方程构造出类Euler形式的输运方程,这样,可以直接利用求解Euler和Navier-Stokes方程的CFD程序使用的高效数值格式和部分代码．基于北航的MI-CFD(CFD for missles)数值平台,详尽地介绍了该输运方程在直角坐标下的求解过程．使用隐式LUSGS时间推进和迎风空间离散,发现该方程具有鲁棒快速的收敛特性．为了保证精度,网格度量系数必须也迎风插值计算．讨论了初始条件和边界条件的特殊处理．成功应用该壁面距离求解方法计算了几个含1-1对应网格和重叠网格的复杂外形．     

微极性多组分多孔介质材料的混合物理论

将描述多组分系统的复合混合物理论与微极性连续介质力学理论相结合,建立了描述微极性多组分多孔介质材料的混合物理论.假定系统由多组分的微极性弹性固体和多组分微极性粘性流体组成.给出由混合物理论建立的系统的平衡方程.依据热力学第二定律以及本构假设建立了系统的本构方程,并使场方程闭合.为考虑固相的压缩性,在液相自由能函数中引入液相体积分数作为内变量,得到动力相容条件,用以限制固、液两相界面压力差的变化.最后,基于线性化理论得到线性化的本构方程和场方程,建立了考虑介质微极性的热-水力-力学组分输运模型.此理论框架可以运用到可变形多孔介质中污染物、药物以及农药输运等问题中,所得到的微极性多组分多孔介质系统的闭合场方程经退化后,可变为固、流相都为单一组分的多孔介质系统场方程,它与Eringen得到的结果一致.     

中子输运方程误差估计及自适应计算

 本文研究了全离散方法求解二维中子输运方程的有限元自适应算法, 角度变量用离散纵坐标方法展开, 空间变量用间断元方法求解. 基于间断元方法给出了空间离散的残量型后验误差估计. 在后验误差估计的基础上, 我们设计了自适应有限元算法.由残量型后验估计可以给出局部加密网格的自适应算法. 最后, 我们给出了数值算例来验证我们的理论结果.     

二阶“大粒子”差分方法

本文给出了计算理想可压缩不定常流体力学方程组的一个二阶差分方法。其基本思想是把方程分裂成考虑压力效应和考虑输运效应两步来计算,在考虑压力效应时,使用了任意初始间断分解,为了达到二阶精度,把状态量在每个网格内的分布取作线性的。此方法可看作二阶“大粒子”方法。本文还给出一个激波管问题的数值试验,表明该方法是成功的。     

一类定态迁移方程多群逼近的合理性

在中子迁移理论中,用多群逼近来探讨原迁移问题不仅对原迁移方程的计算,而且对理论的研究都是重要的。然而,多群逼近的合理性,多群迁移问题与原迁移问题之间的关系在理论上必须获得数学上的论证。本文考虑非均匀球对称介质中,散射和裂变     

渗流过程的混合物理论

本文把渗流过程考虑为混合物的非平衡输运过程,用现代连续统物理混合物理论的基本观点和方法研究流体在多孔介质中的运动。文中考虑了物质不可混溶和组分间质量交换的影响,提出毛管压力方程和有效应力关系作为封闭关系,系统地阐述了多相渗流、双重介质渗流、非Darcy流动等基本的渗流问题,得到了与经典渗流理论一致的结果,给出了考虑诸热力学耦合因素和非线性因素时渗透定律的一般形式。     

二维柱坐标系辐射输运方程保球对称的离散纵标格式

 离散纵标格式是计算辐射输运方程的常用格式之一. 但是, 传统的离散纵标格式求解二维柱坐标系辐射输运方程模拟一维球对称问题时, 会出现明显的非对称现象, 球对称性被破坏. 针对该问题, 本文分析了传统离散纵标格式不能够保持球对称性的原因, 提出了空间基于柱坐标系、方向基于球坐标系的辐射输运方程, 并对该方程设计了新的离散纵标格式, 从理论上证明了当空间网格取球对称剖分时该离散格式能够保持一维球对称性的充分必要条件. 通过对真空球区域辐射输运、与物质耦合辐射输运等球对称算例的数值模拟, 验证了该格式的保球对称性, 球对称误差能够达到机器精度. 非对称辐射驱动模型以及非对称网格剖分条件下的数值模拟等算例也取得了较好的结果.