对角隐式龙格库塔法在求解瞬态对流扩散方程中的应用

开发高效求解瞬态对流扩散方程的方法,其空间离散采用改进的节块展开方法(MNEM),时间离散分别选取2阶和4阶精度的对角隐式龙格库塔(DIRK)方法。数值实验结果表明,程序的计算结果同解析解符合很好;MNEM具有跟踪强烈温度变化的能力;两种时间离散方法的效率与问题以及选取的误差限值相关。     

龙格库塔方法在求解瞬态中子扩散方程中的应用

本工作开发了NGFMN-K程序求解瞬态中子扩散方程。空间离散采用第2类边界条件节块格林函数方法,时间离散分别选取向后欧拉格式和四阶精度对角线隐式龙格库塔(DIRK)格式。对DIRK格式采用嵌入三阶精度格式估计截断误差实现时间步长自调节。数值验证结果表明,两种格式的计算结果与参考程序结果符合很好,对于剧烈瞬变情况,DIRK格式较向后欧拉格式更为精确、高效。     

对角隐式龙格库塔法在点堆动力学中的应用

点堆动力学方程刚性比较强,采用常规全隐式龙格库塔方法则求解耗时多。对角隐式龙格库塔方法保留全隐式龙格库塔善于求解刚性方程的特点,同时又大大降低计算量。通过嵌入低阶龙格库塔方法,实现自适应时间步技术,提高计算效率。通过计算阶跃、线性、正弦3种反应性变化基准题,计算结果表明该方法和其他方法结果符合很好,而且相对于θ方法能够在相同的计算时间内给出更加精确的解,特别是在快速插入线性反应性的情况下。     

改进的节块展开法求解对流扩散方程的稳定性和误差分析

对改进的节块展开法（MNEM）求解对流扩散方程进行了深入研究。利用符号不变原则理论上分析了MNEM的稳定性，分析结果显示，MNEM是一种具有固有稳定性的求解方法。通过数值实验对MNEM的计算误差进行了分析。数值结果表明：对于一维问题，MNEM至少具有3阶精度；对于多维问题，受横向泄漏近似的影响，MNEM表现为2阶精度。     

节块展开法求解对流扩散方程的稳定性和数值耗散特性分析

本文研究了节块展开法求解对流扩散方程的稳定性和数值耗散特性。通过离散方程精确解和数值实验方法分析不同阶节块展开法的稳定性和数值耗散特性,并将其与有限体积法中的中心差分和一阶迎风格式进行对比。结果表明:偶数阶节块展开法的稳定是有条件的,即Peclet数(Pe)小于限值,且Pe限值会随展开阶数的增大而增大,其稳定性范围和精度均优于中心差分格式;奇数阶节块展开法是无条件稳定的,但随Pe的增大,数值耗散增大、计算误差增大,且当Pe大于一定值后,产生的数值耗散大于一阶迎风格式。     

龙格库塔方法在三维物理热工耦合瞬态分析中的应用

物理热工耦合采用模块化耦合方式,中子学空间求解采用第二类边界条件节块格林函数法(NGFM),热工水力求解采用COBRA-Ⅳ程序模块。耦合非线性方程的时间离散采用对角线隐式龙格库塔格式(DIRK),采用Richardson外推和嵌入低阶方法实现时步自适应,采用厄米插值得到连续时刻的解。采用块迭代方式求解离散方程开发NCC程序。数值验证结果表明,计算结果与参考结果符合较好,DIRK(2,2)-E格式是本文所采用的格式中精度、效率较高的。     

全隐式龙格库塔法求解点堆动力学方程

强刚性问题时数值求解点堆中子动力学方程组的难点之一。该文用基于高斯-勒让特求积公式节点的全隐式龙格库塔法(简称GLFIRK)求解点堆动力学方程组。该方法是B稳定的,而且计算精度高,对于E级GLFIRK,其计算精度为2E阶。该文在阶跃、线性和正弦等不同反应性加入条件下对点堆动力学方程组进行了计算,计算结果表明,该方法计算精度高、计算速度较快、适应能力较好,可满足一定的工程应用要求。     

注量展开节块法求解三维六角形几何中子扩散方程

提出了一种在三维六角形几何节块内数值求解中子扩散方程的节块法该方法把节块内各群中子注量分布用解析基函数近似展开为了改善节块耦合关系．提出了,一种新的节块边界条件：面平均偏流零次矩和一次矩同时保持连续。此外．将响应矩阵技术应用于迭代求解过程,使得该方法具有较高的计算效率基于本文提出的模型,发展了三维六角形组件中子扩散计算程序FEMHEX。通过对二维、三维VVER基准问题校验计算表明,该方法能高效．准确的给出有效增殖系数以及节块功率分布。     

一种节块展开法

采用分离热中子方程的技巧 ,节块展开法解中子扩散方程 ,可提高计算速度 ,节省计算时间约 40 %。     

基于指数变换的对角隐式龙格库塔法求解中子点堆动力学方程

点堆动力学对于反应堆安全运行有着重要作用,但点堆动力学方程是刚性的,通常使得数值求解所采用的步长很小。本文研究了基于指数变换的对角隐式龙格库塔(DIRK)方法用来求解点堆动力学方程。基于指数变换的DIRK保留了DIRK方法适合求解刚性方程的特点,同时在反应性引入较大的情况下,它比对角隐式库塔方法表现更好。若干算例,如反应性阶跃、线性或者正弦变化等,表明基于指数变换的DIRK方法具有很高的计算精度。     

Fully Implicit Iterative Solving Method for the Fokker-Planck Equation in Tokamak Plasmas

A three dimensional bounce-averaged Fokker-Planck (FP) numerical code has been newly developed based on fully implicit iterative solving method,and relativistic effect is also included in the code.The ...     

节块积分方法求解圆柱几何对流扩散方程

为改进高温气冷堆中热工场方程的计算方法,研究了求解圆柱几何对流扩散方程的节块积分方法。针对圆柱几何下的r向横向积分方程的特殊性,提出了两种可行的近似方法--移项处理和常数近似,并进行相应的误差分析。数值计算结果表明：节块积分方法求解圆柱几何对流扩散方程的数值解具有迎风特性,一维和多维问题的计算结果均与解析解符合得很好;当节块在r向靠近零点时,常数近似带来的误差较移项处理带来的误差小,但当节块远离零点时,二者误差基本相当。     

一种求解反应堆中子扩散方程和输运方程的方法

结合反应堆中子物理方程的特点和非结构网格技术,提出了一种在任意网格下求解反应堆中子物理方程的方法。以反应堆中子扩散方程和一阶离散纵标的输运方程为例,从空间离散、方程离散和边界条件实施等方面介绍了该方法的实施过程。利用该方法编制的程序计算了BN-600基准题、CFR1000概念堆和BWR栅元3种情况的有效增殖因数,并与其他程序的计算结果进行了对比,初步验证了该方法的合理性。     

SP_3方程的非线性迭代解法研究

SP_3方程是简化球谐函数法三阶展开的中子输运方程,比扩散方程的计算精度更高。本文采用非线性迭代的方法求解SP_3方程,并且提出了带角度离散的耦合修正关系式,解决了SP_3方程在真空边界条件下耦合修正关系复杂和非线性迭代中二阶中子注量率修正数值不稳定的问题。基于该方法编制非线性迭代求解SP_3方程的计算程序NLSP3,对基准题进行了计算。数值结果表明,本文所采用的非线性迭代求解SP_3的方法是正确的,且具有较好的计算精度。     

基于特征线法计算的超细群慢化方程求解方法

为实现对复杂几何、复杂能谱组件的精细计算,提出了一种基于特征线的超细群慢化方程求解方法。通过耦合特征线法中的固定源计算,在共振能量范围内建立超细群慢化方程,通过精细能谱获得复杂结构下的共振自屏截面。对典型压水堆栅元问题、带有温度分布的栅元问题、燃料内部存在不均匀性的栅元问题以及板状燃料组件问题进行了计算。结果表明,基于特征线的超细群慢化方程求解方法可精确计算复杂几何、复杂能谱问题,为共振计算提供基准。     

点堆中子动力学方程的蒙特卡罗方法

基于广义半马尔科夫过程(GSMP)模拟方法实现点堆中子动力学方程的蒙特卡罗求解。该方法模拟裂变系统内中子数和缓发中子先驱核数目的瞬态演化过程,并计算出任意时刻裂变功率和缓发中子源强等物理量。利用本文提出的方法研究快中子增殖堆(简称"快堆")和热堆参数下的点堆动力学方程,对反应性的阶跃输入、斜坡输入和振荡输入的点堆中子场瞬态过程进行模拟,并与传统数值算法的计算结果进行比较。该方法不存在数值计算的刚性问题,能方便地对复杂反应性输入过程进行计算,并能充分考虑瞬态过程中反应性变化对中子代时间的影响。