基于參數(shù)可視化的裂變堆中子學(xué)精細(xì)建模方法研究.pdf

1、裂變堆堆內(nèi)部件數(shù)量龐大、層次結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如何快速高效的進(jìn)行中子學(xué)建模是反應(yīng)堆物理分析中面臨的突出困難之一。目前蒙卡輸運(yùn)計(jì)算模型大多由手工文本編寫，其建模過程耗時(shí)耗力，且容易出錯(cuò)。此外，傳統(tǒng)的基于CAD模型的自動(dòng)轉(zhuǎn)換方法在處理裂變堆模型過程中，存在硬件資源消耗大、轉(zhuǎn)換時(shí)間過長(zhǎng)、轉(zhuǎn)換生成的幾何存在大量冗余信息導(dǎo)致計(jì)算效率低等問題。本文提出了一種基于參數(shù)可視化的裂變堆中子學(xué)精細(xì)建模方法，該方法可以實(shí)現(xiàn)裂變堆模型的全堆交互式精細(xì)（非均勻化）建模，

2、并能快速生成高效的裂變堆蒙卡計(jì)算模型，本文工作在SuperMC的框架下開展了相關(guān)研究，其主要內(nèi)容及創(chuàng)新如下:
　　(1)本文提出了參數(shù)可視化裂變堆層次化建模方法，該方法構(gòu)建或自動(dòng)獲取裂變堆模型幾何參數(shù)、物理參數(shù)和部件之間的關(guān)系參數(shù)，同時(shí)構(gòu)建層級(jí)結(jié)構(gòu)和重復(fù)結(jié)構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)用于輸運(yùn)計(jì)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(shí)體模型。為構(gòu)建具有高效計(jì)算性能的計(jì)算模型提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
　　(

3、2)本文提出了層級(jí)結(jié)構(gòu)樹概念，發(fā)展了層級(jí)結(jié)構(gòu)樹的自動(dòng)優(yōu)化與高效轉(zhuǎn)換方法。同時(shí)基于此，本文提出了基于元幾何和幾何關(guān)系的高效模型轉(zhuǎn)換方法，該方法僅需要對(duì)元幾何也就是唯一需要表達(dá)的幾何進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其余幾何都可以按照幾何關(guān)系批量構(gòu)建。通過BN600例題測(cè)試，此方法將顯著提高裂變堆CAD模型到蒙卡計(jì)算模型的轉(zhuǎn)換效率，并使得蒙卡輸運(yùn)計(jì)算效率獲得提高。
　　(3)本文基于層級(jí)結(jié)構(gòu)樹，實(shí)現(xiàn)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(jí)、部件和材料三種條件構(gòu)建能實(shí)現(xiàn)模型快速篩選的管理分組，從而實(shí)現(xiàn)堆芯整體模型和部件模型在不同層級(jí)快速可視化，提高了復(fù)雜模型迭代修改過程中的交互速度。此外，對(duì)于整體模型可視化，利用層級(jí)結(jié)構(gòu)加速了基于像素閾值評(píng)價(jià)的二維截面快速可視化算法，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模裂變堆模型二維快速可視化。
　　為了驗(yàn)證本文提出方法的正確性和有效性，基于該方法分別構(gòu)建了Hoogenboom全堆芯、BEAVRS精細(xì)壓水堆模型和加速器驅(qū)動(dòng)次臨界系統(tǒng)(AD