搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

反应堆蒙特卡罗临界模拟中均匀裂变源算法的改进

上官丹骅 李刚 邓力 张宝印 李瑞 付元光

引用本文:
Citation:

反应堆蒙特卡罗临界模拟中均匀裂变源算法的改进

上官丹骅, 李刚, 邓力, 张宝印, 李瑞, 付元光

Modified uniform-fission-site algorithm in Monte Carlo simulation of reactor criticality problem

Shangguan Dan-Hua, Li Gang, Deng Li, Zhang Bao-Yin, Li Rui, Fu Yuan-Guan
PDF
导出引用
  • 在反应堆pin-by-pin精细建模及蒙特卡罗模拟计算研究中, 由于不同栅元的功率密度差异较大, 导致蒙特卡罗方法临界计算的样本在不同栅元之间的分配不均衡, 由此引起栅元内的各种计数的统计误差差异较大. 为使大部分栅元内计数的统计误差降至一个合理的水平, 单纯增加总样本已不是一个高效的解决方法. 通过在特定临界计算迭代算法的基础上改进并实现均匀裂变源算法的思想, 对大亚湾压水堆pin-by-pin模型取得了具有较高效率的数值结果. 本工作为具有自主知识产权的蒙特卡罗粒子输运模拟软件JMCT最终达到反应堆pin-by-pin模型(包括一系列国际基准模型)的模拟性能要求提供了一个有效的工具.
    Because of a very non-uniform power distribution in core region, a very non-uniform distribution of relative uncertainties exists for tallies in Monte Carlo criticality calculations of pin-by-pin reactor model. To make a large part of cells obtain small enough relative uncertainties with reasonable time costs, increasing the total sample scale is not a good choice. By realizing a modified uniform-fission-site algorithm on the basis of source iteration algorithm of parallel Monte Carlo transport code JMCT, we obtain higher efficiencies for tallies in the calculations of pin-by-pin model of the Dayawang reactor plant. This work supplies a useful tool for matching the goal of simulating the benchmark pin-by-pin reactor models with a pre-described standard(the so called Kord-Smith challenge).
    • 基金项目: 国家自然科学基金重点项目(批准号: 91118001)、国家高技术研究发展计划(863计划)(批准号: 2012AA01A303)、国防科工局核能开发项目、中国工程物理研究院基金重大项目(批准号:2012A0102005)和中国工程物理研究院科学基金(批准号:2014B0202029)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Key Program of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 91118001), the National High Technology Research and Development Program of China (Grant No. 2012AA01A303), the Nuclear Power Development Project of the Science, Technology and Industry for National Defense of China, the Key Foundation of China Academy of Engineering Physics,China(Grant No. 2012A0102005), and the Science Foundation of China Academy of Engineering Physics, China (Grant No.2014B0202029).
    [1]

    Martin W R 2012 Nucl. Engi. Tech. 44 2

    [2]

    Li G, Deng L, Li S, Mo Z Y 2011 Acta Phys. Sin. 60 022401 (in Chinese) [李刚, 邓力, 李树, 莫则尧 2011 物理学报 60 022401]

    [3]

    Li S, Li G, Tian D F, Deng L 2013 Acta Phys. Sin. 62 249501 (in Chinese) [李树, 李刚, 田东风, 邓力 2013 物理学报 62 249501]

    [4]

    Nicholas Horelik, Bryan Herman, Benoit Forget, Kord Smith 2013 Proceedings of M&C 2013 Sun Valley, Idaho,USA, May 5-9,2013 p2986

    [5]

    Kord Smith, Benoit Forget 2013 M&C 2013 Sun Valley, Idaho,USA, May 5-9,2013 p18

    [6]

    Daniel J Kelly, Thomas M Sutton, Stephen C Wilson 2012 Proceedings of PHYSOR 2012-Advances in Reactor Physics-Linking Research,Industry,and Education Knoxville, Tennessee,USA, April 15-20,2012

    [7]

    Daniel J Kelly, Brian N Aviles, Bryan R Herman 2013 M&C 2013 Sun Valley, Idaho,USA, May 5-9,2013 p2962

    [8]

    Jessica L Hunter, Thomas M Sutton 2013 M&C 2013 Sun Valley, Idaho,USA, May 5-9,2013 p2780

    [9]

    Deng L, Li G, Zhang B Y, Shangguan D H, Li S, Hu Z H, Ma Yn, Ji Z C 2014 Atomic Energy Science and Technology 48 1061 (in Chinese) [邓力, 李刚, 张宝印, 上官丹骅, 李树, 胡泽华, 马彦, 姬志成 2014 原子能科学技术 48 1061]

    [10]

    Zhang B Y, Li G, Deng L 2013 High Power Laser and Particle Beams 25 173 (in Chinese) [张宝印, 李刚, 邓力 2013 强激光与粒子束 25 173]

    [11]

    Li G, Zhang B Y, Li R, Deng L 2013 Atomic Energy Science and Technology 47 453 (in Chinese) [李刚, 张宝印, 李瑞, 邓力 2013 原子能科学技术 47 453]

    [12]

    Shangguan D H, Li G, Deng L, Zhang B Y 2013 Transactions of ANS 109 1428

    [13]

    Ma Y, Fu Y G, Li S, Li G, Zhang B Y, Deng L 2013 Atomic Energy Science and Technology 47 443 (in Chinese) [马彦, 付元光, 李树, 李刚, 张宝印, 邓力 2013 原子能科学技术 47 443]

  • [1]

    Martin W R 2012 Nucl. Engi. Tech. 44 2

    [2]

    Li G, Deng L, Li S, Mo Z Y 2011 Acta Phys. Sin. 60 022401 (in Chinese) [李刚, 邓力, 李树, 莫则尧 2011 物理学报 60 022401]

    [3]

    Li S, Li G, Tian D F, Deng L 2013 Acta Phys. Sin. 62 249501 (in Chinese) [李树, 李刚, 田东风, 邓力 2013 物理学报 62 249501]

    [4]

    Nicholas Horelik, Bryan Herman, Benoit Forget, Kord Smith 2013 Proceedings of M&C 2013 Sun Valley, Idaho,USA, May 5-9,2013 p2986

    [5]

    Kord Smith, Benoit Forget 2013 M&C 2013 Sun Valley, Idaho,USA, May 5-9,2013 p18

    [6]

    Daniel J Kelly, Thomas M Sutton, Stephen C Wilson 2012 Proceedings of PHYSOR 2012-Advances in Reactor Physics-Linking Research,Industry,and Education Knoxville, Tennessee,USA, April 15-20,2012

    [7]

    Daniel J Kelly, Brian N Aviles, Bryan R Herman 2013 M&C 2013 Sun Valley, Idaho,USA, May 5-9,2013 p2962

    [8]

    Jessica L Hunter, Thomas M Sutton 2013 M&C 2013 Sun Valley, Idaho,USA, May 5-9,2013 p2780

    [9]

    Deng L, Li G, Zhang B Y, Shangguan D H, Li S, Hu Z H, Ma Yn, Ji Z C 2014 Atomic Energy Science and Technology 48 1061 (in Chinese) [邓力, 李刚, 张宝印, 上官丹骅, 李树, 胡泽华, 马彦, 姬志成 2014 原子能科学技术 48 1061]

    [10]

    Zhang B Y, Li G, Deng L 2013 High Power Laser and Particle Beams 25 173 (in Chinese) [张宝印, 李刚, 邓力 2013 强激光与粒子束 25 173]

    [11]

    Li G, Zhang B Y, Li R, Deng L 2013 Atomic Energy Science and Technology 47 453 (in Chinese) [李刚, 张宝印, 李瑞, 邓力 2013 原子能科学技术 47 453]

    [12]

    Shangguan D H, Li G, Deng L, Zhang B Y 2013 Transactions of ANS 109 1428

    [13]

    Ma Y, Fu Y G, Li S, Li G, Zhang B Y, Deng L 2013 Atomic Energy Science and Technology 47 443 (in Chinese) [马彦, 付元光, 李树, 李刚, 张宝印, 邓力 2013 原子能科学技术 47 443]

  • [1] 刘昌奇, 霍东英, 韩超, 吴康, 刘兴宇, 杨旭, 白晓厚, 王俊润, 张宇, 姚泽恩, 韦峥. 中子诱发232Th裂变初始碎片质量及动能分布Monte-Carlo研究. 物理学报, 2022, 71(1): 012501. doi: 10.7498/aps.71.20211333
    [2] 上官丹骅, 闫威华, 魏军侠, 高志明, 陈艺冰, 姬志成. 多物理耦合计算中动态输运问题高效蒙特卡罗模拟方法. 物理学报, 2022, 71(9): 090501. doi: 10.7498/aps.71.20211474
    [3] 邓力, 李瑞, 王鑫, 付元光. 特征γ射线谱分析的蒙特卡罗模拟技术. 物理学报, 2020, 69(11): 112801. doi: 10.7498/aps.69.20200279
    [4] 陈忠, 赵子甲, 吕中良, 李俊汉, 潘冬梅. 基于蒙特卡罗-离散纵标方法的氘氚激光等离子体聚变反应率数值模拟. 物理学报, 2019, 68(21): 215201. doi: 10.7498/aps.68.20190440
    [5] 李树. 光子与相对论麦克斯韦分布电子散射截面的蒙特卡罗计算方法. 物理学报, 2018, 67(21): 215201. doi: 10.7498/aps.67.20180932
    [6] 上官丹骅, 邓力, 李刚, 张宝印, 马彦, 付元光, 李瑞, 胡小利. 蒙特卡罗临界计算全局计数效率新算法研究. 物理学报, 2016, 65(6): 062801. doi: 10.7498/aps.65.062801
    [7] 林舒, 闫杨娇, 李永东, 刘纯亮. 微波器件微放电阈值计算的蒙特卡罗方法研究. 物理学报, 2014, 63(14): 147902. doi: 10.7498/aps.63.147902
    [8] 丛东亮, 许朋, 王叶兵, 常宏. 锶热原子束二维准直的动力学过程的蒙特卡罗模拟及实验研究. 物理学报, 2013, 62(15): 153702. doi: 10.7498/aps.62.153702
    [9] 杨亮, 魏承炀, 雷力明, 李臻熙, 李赛毅. 两相钛合金再结晶退火组织与织构演变的蒙特卡罗模拟. 物理学报, 2013, 62(18): 186103. doi: 10.7498/aps.62.186103
    [10] 王海华, 孙贤明. 两种按比例混合颗粒系的多次散射模拟. 物理学报, 2012, 61(15): 154204. doi: 10.7498/aps.61.154204
    [11] 李鹏, 许州, 黎明, 杨兴繁. 金刚石薄膜中二次电子输运的蒙特卡罗模拟. 物理学报, 2012, 61(7): 078503. doi: 10.7498/aps.61.078503
    [12] 文德智, 卓仁鸿, 丁大杰, 郑慧, 成晶, 李正宏. 蒙特卡罗模拟中相关变量随机数序列的产生方法 . 物理学报, 2012, 61(22): 220204. doi: 10.7498/aps.61.220204
    [13] 郑灵, 赵青, 周艳. HL-2A第一镜挡板防护效果模拟. 物理学报, 2011, 60(8): 085204. doi: 10.7498/aps.60.085204
    [14] 张宝武, 张萍萍, 马艳, 李同保. 铬原子束横向一维激光冷却的蒙特卡罗方法仿真. 物理学报, 2011, 60(11): 113701. doi: 10.7498/aps.60.113701
    [15] 赵学峰, 李三伟, 蒋刚, 王传珂, 李志超, 胡峰, 李朝光. 超热电子与金黑腔靶作用产生硬X射线的蒙特卡罗模拟. 物理学报, 2011, 60(7): 075203. doi: 10.7498/aps.60.075203
    [16] 陶应龙, 王建国, 牛胜利, 朱金辉, 范如玉. 高空核爆炸瞬发辐射电离效应的数值模拟. 物理学报, 2010, 59(8): 5914-5920. doi: 10.7498/aps.59.5914
    [17] 金晓林, 黄桃, 廖平, 杨中海. 电子回旋共振放电中电子与微波互作用特性的粒子模拟和蒙特卡罗碰撞模拟. 物理学报, 2009, 58(8): 5526-5531. doi: 10.7498/aps.58.5526
    [18] 孙贤明, 韩一平, 史小卫. 降雨融化层后向散射的蒙特卡罗仿真. 物理学报, 2007, 56(4): 2098-2105. doi: 10.7498/aps.56.2098
    [19] 赵宗清, 丁永坤, 谷渝秋, 王向贤, 洪 伟, 王 剑, 郝轶聃, 袁永腾, 蒲以康. 超短超强激光与铜靶相互作用产生Kα源的蒙特卡罗模拟. 物理学报, 2007, 56(12): 7127-7131. doi: 10.7498/aps.56.7127
    [20] 郝樊华, 胡广春, 刘素萍, 龚 建, 向永春, 黄瑞良, 师学明, 伍 钧. 钚体源样品γ能谱计算的蒙特卡罗方法. 物理学报, 2005, 54(8): 3523-3529. doi: 10.7498/aps.54.3523
计量
  • 文章访问数:  3978
  • PDF下载量:  312
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-10-15
  • 修回日期:  2014-11-26
  • 刊出日期:  2015-03-05

反应堆蒙特卡罗临界模拟中均匀裂变源算法的改进

  • 1. 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094;
  • 2. 中物院高性能数值模拟软件中心, 北京 100083
    基金项目: 国家自然科学基金重点项目(批准号: 91118001)、国家高技术研究发展计划(863计划)(批准号: 2012AA01A303)、国防科工局核能开发项目、中国工程物理研究院基金重大项目(批准号:2012A0102005)和中国工程物理研究院科学基金(批准号:2014B0202029)资助的课题.

摘要: 在反应堆pin-by-pin精细建模及蒙特卡罗模拟计算研究中, 由于不同栅元的功率密度差异较大, 导致蒙特卡罗方法临界计算的样本在不同栅元之间的分配不均衡, 由此引起栅元内的各种计数的统计误差差异较大. 为使大部分栅元内计数的统计误差降至一个合理的水平, 单纯增加总样本已不是一个高效的解决方法. 通过在特定临界计算迭代算法的基础上改进并实现均匀裂变源算法的思想, 对大亚湾压水堆pin-by-pin模型取得了具有较高效率的数值结果. 本工作为具有自主知识产权的蒙特卡罗粒子输运模拟软件JMCT最终达到反应堆pin-by-pin模型(包括一系列国际基准模型)的模拟性能要求提供了一个有效的工具.

English Abstract

参考文献 (13)

目录

    /

    返回文章
    返回