基于最小二乘的线性源特征线方法研究
2021-01-21陈莹,梁亮,张乾,赵强
陈 莹,梁 亮,张 乾,赵 强
(哈尔滨工程大学 核安全与仿真技术国防重点学科实验室,黑龙江 哈尔滨 150001)
随着反应堆物理计算精度要求的提高,基于特征线方法(MOC)的中子输运方法得到迅速发展。该方法是对中子输运方程的微分形式沿中子飞行轨迹进行积分的一种求解方法。理论上,该方法可求解任意复杂的几何输运问题[1]。近年来,国内外的一些组件计算程序,如CASMO[2]、DRAGON[3]、WIMS[4]等,一步法堆芯计算程序,如CRX-3D[5]、DeCART[6]、nTRACER[7]、MPACT[8]、NECP-X[9]等,均使用了特征线方法作为输运求解模块。除能量、时间和空间变量离散外,在特征线方法中,平源近似是重要的基本假设,即同一网格内源项相同。平源近似下,精确的计算结果需要较小的网格划分和较小的特征线线宽。因此平源近似需要的网格数量较大,导致几何信息和相关物理量的存储空间较大,影响了总的计算效率。
为改进平源近似带来的问题,Santandrea等[10]尝试将源项采用线性表示。线性源是将中子输运方程的右端项由常量替换为线性表达式。与平源近似相比,线性源可在较大网格划分时得到良好的计算结果。
Petkov等[11]在MARIKO程序中使用线性源特征线方法。Santandrea等[12]提出正定的表面特征线格式及改进的非线性表面特征线格式的线性源方法。由于该方法的非线性导致很多加速方法无法使用,Le Tellier等[13]提出一种简化线性特征线格式线性源方法,虽然这种计算方式在计算过程中使用了线性函数表示源项,但它未将通量表示为线性函数。汤春桃[14]在PEACH程序中采用坐标投影线性源方法计算源项斜率,并提出将源项在x、y方向投影的斜率计算公式,该方法的通量同样是平通量假设,因此对计算精度的提高有限。……
