应用CMFD加速区域分解的并行MOC

空间区域分解适合于大规模并行求解中子输运方程,但是子区域的增多会导致收敛变慢。为了克服这一缺点,采用粗网有限差分(CMFD)技术对空间区域分解的并行特征线方法(MOC)进行加速。使用ScaLAPACK求解CMFD粗网扩散方程;CMFD的粗网解既用来修正细网标通量,又用于修正内界面角通量。一维MOC数值结果表明,对于区域分解并行的MOC,CMFD技术是一种十分高效的加速方法,可以显著提高收敛速度。     

多区域耦合PGMRES算法用于加速区域分解并行矩阵MOC方法

研究了空间区域分解并行矩阵特征线方法(MOC)及相应的多区域耦合并行广义极小残差法(PGMRES)加速算法。该算法基于PETSc并行数值库,直接耦合求解内边界角通量,可大幅提高收敛效率。数值验证结果表明,多区域耦合PGMRES算法具有较高的计算精度和良好的加速效果。     

离散纵标六角形节块法及CMFD加速研究

离散纵标节块法是一种求解六角形中子输运方程的有效方法。本文基于六角形横向积分离散纵标方程,解析得到横向积分通量出射通量与入射通量的关系,并根据类似于扩散方法的六角形输运节块中子平衡方程形式,得到了一种离散纵标六角形节块法数值迭代策略。由于离散纵标法收敛速度较慢,本文根据粗网有限差分（CMFD）技术导出离散纵标六角形CMFD加速方法。数值计算结果表明,该CMFD加速技术能取得约16倍的加速效果。     

二维MOC的CMFD加速计算模块开发与验证

DRAGON程序中的二维特征线法(MOC)计算模块包含多种加速方法,但加速效率很高的粗网有限差分(CMFD)加速算法并未得到应用。为提高DRAGON程序中现有的二维MOC计算模块的计算效率,开发了CMFD加速计算模块并探究其收敛稳定性。运用C5G7-2D基准题验证所开发的CMFD加速计算模块,验证结果表明,所开发的CMFD加速计算模块与DRAGON程序中原有的加速模块相比具有很高的计算效率,较同类计算程序OpenMOC有更好的收敛稳定性。     

CMFD加速在特征线法输运计算中的应用

为解决特征线法求解复杂几何条件下中子输运问题收敛速度慢的问题,将粗网扩散计算中的粗网有限差分(CMFD:Coarse-Mesh Finite Difference)加速方法运用于中子输运计算中.采用粗网有限差分加速方法对C5G7 MOX基准问题以及自定义的69群检验算例的计算表明,CMFD加速是一种十分高效的方法,可显著地提高特征线法求解中子输运问题的收敛速度,且问题规模越大,加速效果越明显.     

基于大规模并行计算的2D/1D耦合三维全堆输运程序Tiger-3D

2D/1D耦合方法求解三维输运方程具有快速、精确的优点;通常的2D/1D耦合方法利用轴向和角度方面的并行度,不能进行大规模并行计算。本研究在三维粗网有限差分(CMFD)框架下,径向采用区域分解并行的矩阵特征线方法(MOC),轴向采用扩散有限差分,综合利用2D/1D耦合方法径向和轴向的并行度,基于消息传递接口(MPI)实现大规模的并行计算,编写了Tiger-3D程序。数值验证表明,Tiger-3D程序具有良好的计算精度和较高的计算效率。     

基于Krylov子空间及区域分解理论的二维矩阵特征线方法

针对传统特征线方法(MOC)求解中子输运方程计算效率较低的缺陷,构造基于Krylov子空间及区域分解理论的矩阵特征线方法。该方法可得到与传统MOC的基本方程等价的线性代数方程组,并通过基于Krylov子空间理论的广义极小残余(GMRES)算法进行高效的矩阵求解;进而提出矩阵MOC的空间非重叠区域分解算法,充分利用成熟的CPU并行技术,提高大型矩阵计算效率。通过沿用二维任意几何传统MOC程序AutoMOC的几何处理框架,实现上述理论,并基于AutoCAD二次开发功能编制出直观方便的区域分解几何处理程序。相关数值计算结果表明,这种矩阵特征线方法较传统MOC具有相近的计算精度和更高的计算速度,并对复杂几何和高散射比问题具有很好的适应性。     

KYCORE程序中子输运计算的改进

KYCORE程序是在中国核动力研究设计院开发的二维组件计算程序KYLIN-2基础上开发的三维堆芯数值计算程序,其中中子输运部分采用径向特征线方法(MOC)与轴向离散坐标法(SN)直接角通量耦合的方法实现高精度计算,并通过粗网有限差分方法(CMFD)加速实现快速收敛。KYCORE程序因为计算流程的简化,导致可能出现不收敛,因此在计算方法和网格划分上做了改进,提高了计算的稳定性和包容性。通过与C5G7扩展基准题和蒙特卡罗程序的计算对比,数值验证了KYCORE输运部分计算的稳定性与准确性。     

中子平衡节块离散纵标法及CMFD加速技术研究

本文基于横向积分离散纵标方程,解析得到横向积分通量中出射通量与入射通量的关系,并根据类似于扩散方程节块展开法的输运节块中子平衡方程形式,得到了一种高效的节块离散纵标法数值迭代策略。数值结果表明,本文提出的方法可行且数值结果正确。此外,粗网有限差分(CMFD)加速技术在节块离散纵标法中也取得了非常好的应用效果。     

一种用于两群多维中子扩散计算的稳态非线性解析节块方法(英文)

求解两群多维中子扩散方程的稳态非线性解析节块方法是基于非线性迭代技术与解析节块方法而建立的,并在计算程序NODAN中实现。使用了粗网有限差分方法(CMFD)作为整体耦合计算方法,同时引入耦合修正因子对低阶近似中的耦合关系加以修正。利用解析方法求解局部两节块问题,用以确定耦合修正因子,并在计算过程中通过周期地更新修正因子,迫使CMFD近似中的表面流与高阶方法解得的表面流相等。建立了一种稳定技术,用于克服在解析求解两节块问题中可能遇到的数值不稳定问题。这种非线性方法与有效的数值方法和稳定技术相结合,为求解节块方程提供了一条高效的途径。使用程序NODAN对几种轻水堆基准问题进行了计算,数值结果表明,这种节块方法可以得到精确的结果,与常规节块方法NEMC相比,计算效率显著提高。