基于參數可視化的裂變堆中子學精細建模方法研究.pdf

1、裂變堆堆內部件數量龐大、層次結構復雜，如何快速高效的進行中子學建模是反應堆物理分析中面臨的突出困難之一。目前蒙卡輸運計算模型大多由手工文本編寫，其建模過程耗時耗力，且容易出錯。此外，傳統(tǒng)的基于CAD模型的自動轉換方法在處理裂變堆模型過程中，存在硬件資源消耗大、轉換時間過長、轉換生成的幾何存在大量冗余信息導致計算效率低等問題。本文提出了一種基于參數可視化的裂變堆中子學精細建模方法，該方法可以實現裂變堆模型的全堆交互式精細（非均勻化）建模，

2、并能快速生成高效的裂變堆蒙卡計算模型，本文工作在SuperMC的框架下開展了相關研究，其主要內容及創(chuàng)新如下:
　　(1)本文提出了參數可視化裂變堆層次化建模方法，該方法構建或自動獲取裂變堆模型幾何參數、物理參數和部件之間的關系參數，同時構建層級結構和重復結構關系數據用于輸運計算中幾何加速，該方法能顯著降低在建模過程中的硬件資源消耗，且能更直觀和便捷的獲取裂變堆實體模型。為構建具有高效計算性能的計算模型提供了數據基礎。
　　(

3、2)本文提出了層級結構樹概念，發(fā)展了層級結構樹的自動優(yōu)化與高效轉換方法。同時基于此，本文提出了基于元幾何和幾何關系的高效模型轉換方法，該方法僅需要對元幾何也就是唯一需要表達的幾何進行轉換，其余幾何都可以按照幾何關系批量構建。通過BN600例題測試，此方法將顯著提高裂變堆CAD模型到蒙卡計算模型的轉換效率，并使得蒙卡輸運計算效率獲得提高。
　　(3)本文基于層級結構樹，實現了大規(guī)模裂變堆模型的分組管理和多尺度可視化方法。該方法將整體

4、裂變堆模型按照層級、部件和材料三種條件構建能實現模型快速篩選的管理分組，從而實現堆芯整體模型和部件模型在不同層級快速可視化，提高了復雜模型迭代修改過程中的交互速度。此外，對于整體模型可視化，利用層級結構加速了基于像素閾值評價的二維截面快速可視化算法，實現了大規(guī)模裂變堆模型二維快速可視化。
　　為了驗證本文提出方法的正確性和有效性，基于該方法分別構建了Hoogenboom全堆芯、BEAVRS精細壓水堆模型和加速器驅動次臨界系統(tǒng)(AD