【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及核反應(yīng)堆堆芯設(shè)計和安全，具體而言，涉及一種基于多層粗網(wǎng)改進(jìn)的準(zhǔn)三維運輸方法及系統(tǒng)、介質(zhì)。
技術(shù)介紹
1、隨著核電行業(yè)的不斷發(fā)展，高保真數(shù)值模擬方法采用全堆芯直接求解，減少計算方法中的近似，提高設(shè)計精度，從而減少壓水堆中不必要的安全裕量，保證壓水堆安全性的同時提高壓水堆的經(jīng)濟(jì)性，是重要的技術(shù)發(fā)展方向。
2、在高保真數(shù)值模擬方法中，相比于傳統(tǒng)的二維一維耦合輸運模型，準(zhǔn)三維輸運模型避免了橫向積分產(chǎn)生的泄漏項，并且不存在二維方程和一維方程計算不一致的問題，計算過程更加穩(wěn)定。在準(zhǔn)三維方法的輸運層中，常采用菱形差分近似處理中子角通量密度。為保證計算精度，菱形差分近似要求準(zhǔn)三維方法的輸運層的層高不能太高，導(dǎo)致采用準(zhǔn)三維方法進(jìn)行全堆芯直接求解的層數(shù)極大，計算成本較高、計算效率較低，嚴(yán)重制約了高保真數(shù)值模擬方法的工程應(yīng)用。
3、為擴(kuò)展準(zhǔn)三維輸運方法的輸運層的高度，并保證計算精度，目前常采用軸向中子角通量二階展開的方式。該方法在保證計算精度的前提下，顯著增加了輸運層的高度，但在每一輸運層需要耦合計算兩個二維方程，增加計算成本。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提供一種基于多層粗網(wǎng)改進(jìn)的準(zhǔn)三維運輸方法及系統(tǒng)、介質(zhì)，來解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。
2、本專利技術(shù)的實施例通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
3、第一方面，本專利技術(shù)提供了一種基于多層粗網(wǎng)改進(jìn)的準(zhǔn)三維運輸方法，包括：
4、獲取所要模擬的壓水堆堆芯的基礎(chǔ)信息，所述基礎(chǔ)信息包括幾何信息
5、根據(jù)的壓水堆堆芯的基礎(chǔ)信息將將壓水堆三維堆芯軸向劃分成若干輸運層，在每個輸運層中徑向劃分多個細(xì)網(wǎng)；
6、再在每個輸運層中軸向劃分若干差分層，在每個差分層中徑向劃分若干粗網(wǎng)，并在差分層的徑向粗網(wǎng)上建立粗網(wǎng)有限差分模型；
7、采用菱形差分假設(shè)徑向細(xì)網(wǎng)中子角通量密度在每個差分層中線性變化；
8、根據(jù)粗網(wǎng)有限差分模型，獲得每個粗網(wǎng)中心點的中子標(biāo)通量密度和軸向交界面的中子凈流。其中，粗網(wǎng)中心點的中子標(biāo)通量密度與中心面的乘積作為差分層中心面的面中子標(biāo)通量密度；軸向交界面的中子凈流作為粗網(wǎng)軸向交界面的面中子標(biāo)通量密度。以每個差分層的中心面和交界面的面中子標(biāo)通量密度比值為系數(shù)，根據(jù)輸運層中心面上的中子角通量密度，更新下一迭代步中差分層中心面和交界面上的細(xì)網(wǎng)中子角通量密度；
9、在輸運層每個細(xì)網(wǎng)上建立與差分層中心面和交界面上的細(xì)網(wǎng)中子角通量密度相關(guān)的新的準(zhǔn)三維輸運模型；
10、求解新的準(zhǔn)三維輸運模型，獲得輸運層中心面上的細(xì)網(wǎng)中子角通量密度，并計算細(xì)網(wǎng)的中子標(biāo)通量密度，輸出中子角通量密度和中子標(biāo)通量密度。
11、優(yōu)選的，所述建立粗網(wǎng)有限差分模型包括：
12、
13、
14、式中，n為粗網(wǎng)編號，ix為粗網(wǎng)沿x軸方向的編號，iy為粗網(wǎng)沿y軸方向的編號，iz為粗網(wǎng)沿z軸方向的編號，u為坐標(biāo)軸的方向，x，y，z分別為三個坐標(biāo)方向，g為中子能群編號，g為中子能群總數(shù)，l為輸運計算的外迭代次數(shù)，為第l+1迭代步的特征值，σt,n,g為壓水堆三維堆芯第g群，第n個粗網(wǎng)的中子總截面，t為中子總截面符號；σs,n,g′→g為壓水堆三維堆芯第g′群到第g群，第n個粗網(wǎng)的中子散射截面，s為中子散射截面，σf,n,g′為壓水堆三維堆芯第g′群，第n個粗網(wǎng)的中子裂變截面，f為中子裂變截面，v平均每次裂變中子數(shù)；χg為裂變第g群的中子數(shù)占總裂變中子書的比；為第l+1/2次外迭代，第g′群，第n個粗網(wǎng)的由輸運計算提供的粗網(wǎng)中子標(biāo)通量密度；為第l+1次外迭代，第g群，第n個粗網(wǎng)的粗網(wǎng)中子標(biāo)通量密度，為第l+1次外迭代，第g群，第n-1個粗網(wǎng)的粗網(wǎng)中子標(biāo)通量密度；為第l+1次外迭代，第g群，第n+1個粗網(wǎng)的粗網(wǎng)中子標(biāo)通量密度，δn,u為第n個粗網(wǎng)，沿u軸方向的粗網(wǎng)尺寸；為第g群，第n個粗網(wǎng)，沿u軸正方向的粗網(wǎng)交界面的擴(kuò)散系數(shù)；為第g群，第n個粗網(wǎng)，沿u軸負(fù)方向的粗網(wǎng)交界面的擴(kuò)散系數(shù)；為第g群，第n個粗網(wǎng)，沿u軸正方向的粗網(wǎng)交界面的中子流修正系數(shù)；為第g群，第n個粗網(wǎng)，沿u軸負(fù)方向的粗網(wǎng)交界面的中子流修正系數(shù)。
15、優(yōu)選的，所述采用菱形差分假設(shè)細(xì)網(wǎng)中子角通量密度在每個差分層中線性變化包括：
16、
17、式中，i為細(xì)網(wǎng)沿x軸方向的編號，j為細(xì)網(wǎng)沿y軸方向的編號，k為細(xì)網(wǎng)沿z軸方向的編號，ik為輸運層中差分層由下而上的編號，nz為輸運層中差分層的總數(shù)，p為中子角通量密度的角度編號，m為輸運計算的內(nèi)迭代次數(shù)；為壓水堆三維堆芯的第l+1/2次外迭代，第m次內(nèi)迭代，位于第k個輸運層中，x軸方向第i個、y軸方向第j個細(xì)網(wǎng)內(nèi)第ik個差分層中心的沿方向p的中子角通量密度；為壓水堆三維堆芯的第l+1/2次外迭代，第m次內(nèi)迭代，位于第k個輸運層中，x軸方向第i個、y軸方向第j個細(xì)網(wǎng)內(nèi)第ik個差分層底面的沿方向p的中子角通量密度；為壓水堆三維堆芯的第l+1/2次外迭代，第m次內(nèi)迭代，位于第k個輸運層中，x軸方向第i個、y軸方向第j個細(xì)網(wǎng)內(nèi)第ik個差分層頂面的沿方向p的中子角通量密度。
18、優(yōu)選的，所述獲得每個差分層中心面和交界面的面中子標(biāo)通量密度，并以面中子標(biāo)通量密度比值為系數(shù)更新下一迭代步中，徑向位于粗網(wǎng)中的細(xì)網(wǎng)中心面和交界面的中子角通量密度包括：
19、
20、式中，為第l次外迭代，第g群，位于第k個輸運層中第ik個差分層的x方向第ix個、y方向第iy個粗網(wǎng)的交界面的粗網(wǎng)中子標(biāo)通量密度；為第l次外迭代，第g群，位于第k個輸運層中第ik個差分層的x方向第ix個、y方向第iy個粗網(wǎng)的中心面的粗網(wǎng)中子標(biāo)通量密度；為第l次外迭代，第g群，位于第k個輸運層的中心面的x方向第ix個、y方向第iy個粗網(wǎng)的粗網(wǎng)中子標(biāo)通量密度；為第l+1/2次外迭代，第m次內(nèi)迭代，第g群，位于第k個輸運層中，x方向第i個、y方向第j個細(xì)網(wǎng)內(nèi)第ik個差分層的交界面的中子角通量密度；為第l+1/2次外迭代，第m次內(nèi)迭代，第g群，位于第k個輸運層中，x方向第i個、y方向第j個細(xì)網(wǎng)內(nèi)第ik個差分層的中心面的中子角通量密度。
21、優(yōu)選的，所述建立與粗網(wǎng)中心面和交界面的中子角通量密度相關(guān)的新的準(zhǔn)三維輸運模型包括從底部向頂部掃描的新的準(zhǔn)三維輸運方程，從頂部向底部掃描的新的準(zhǔn)三維輸運方程，輸運層中差分層總數(shù)的一半。
22、優(yōu)選的，所述從底部向頂部掃描的新的準(zhǔn)三維輸運方程包括：
23、
24、所述從頂部向底部掃描的新的準(zhǔn)三維輸運方程包括：
25、
26、式中，μp為方向p與x軸正方向的夾角的余弦值，ηp為方向p與y軸正方向的夾角的余弦值；ξp為方向p與z軸正方向的夾角的余弦值，zk為z軸正方向上第k個輸運層的厚度；σt,i,j,k,g為壓水堆三維堆芯的位于x軸方向第i個、y軸方向第j個、z軸方向第k個細(xì)網(wǎng)的第g群的中子總截面，t為中子總截面符號；σs,i,j,k,g′→g為本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種基于多層粗網(wǎng)改進(jìn)的準(zhǔn)三維運輸方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多層粗網(wǎng)改進(jìn)的準(zhǔn)三維運輸方法，其特征在于，所述建立粗網(wǎng)有限差分模型包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于多層粗網(wǎng)改進(jìn)的準(zhǔn)三維運輸方法，其特征在于，所述采用菱形差分假設(shè)細(xì)網(wǎng)中子角通量密度在每個差分層中線性變化包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于多層粗網(wǎng)改進(jìn)的準(zhǔn)三維運輸方法，其特征在于，所述更新下一迭代步中差分層中心面和交界面上的細(xì)網(wǎng)中子角通量密度包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于多層粗網(wǎng)改進(jìn)的準(zhǔn)三維運輸方法，其特征在于，所述新的準(zhǔn)三維輸運模型包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于多層粗網(wǎng)改進(jìn)的準(zhǔn)三維運輸方法，其特征在于，所述從底部向頂部掃描的新的準(zhǔn)三維輸運方程包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于多層粗網(wǎng)改進(jìn)的準(zhǔn)三維運輸方法，其特征在于，所述輸運層中差分層總數(shù)的一半包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于多層粗網(wǎng)改進(jìn)的準(zhǔn)三維運輸方法，其特征在于，所述計算細(xì)網(wǎng)的中子標(biāo)通量密度包括：
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