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基于非支配排序遗传算法NSGA-Ⅲ的多目标屏蔽智能优化研究 被引量：1
1
作者 王梦琪 郑征 +3 位作者 梅其良 彭超 高静 周岩 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第2期422-428,共7页
本文基于第3代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)开展了多目标屏蔽智能优化方法研究。以乏燃料运输船舶为对象,采用多目标智能优化程序建立一维离散纵标计算模型,针对舱盖上方区域屏蔽结构(混凝土和聚乙烯厚度)进行优化设计,最终得到1组优化... 本文基于第3代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)开展了多目标屏蔽智能优化方法研究。以乏燃料运输船舶为对象,采用多目标智能优化程序建立一维离散纵标计算模型,针对舱盖上方区域屏蔽结构(混凝土和聚乙烯厚度)进行优化设计,最终得到1组优化的屏蔽方案。基于优化后的屏蔽方案,建立真实的三维蒙特卡罗计算模型,和基于混凝土、聚乙烯或含硼硅树脂的方案进行对比,评估优化方案的屏蔽效果。评价指标包括屏蔽厚度、重量、总剂量率和价格等。结果显示,基于所开发的多目标屏蔽智能优化方法优化得到的方案各有特点,包含了多个优选的方案,为设计者提供了更丰富的选择。 展开更多
关键词 多目标优化算法 屏蔽 乏燃料运输船舶 第3代非支配排序遗传算法
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基于多次碰撞源的离散纵标射线效应减弱方法研究
2
作者 郑征 李翔 +2 位作者 梅其良 黎辉 王梦琪 《核动力工程》 北大核心 2025年第1期36-40,共5页
本研究旨在探讨通过蒙特卡罗(MC)方法计算多次碰撞源分布,以减轻离散纵标(SN)方法中的射线效应,尤其是在处理包含局部源、低密度或真空区域的模型时。采用MC方法计算多次碰撞源分布,并利用Kobayashi基准题对多次碰撞源和首次碰撞源的射... 本研究旨在探讨通过蒙特卡罗(MC)方法计算多次碰撞源分布,以减轻离散纵标(SN)方法中的射线效应,尤其是在处理包含局部源、低密度或真空区域的模型时。采用MC方法计算多次碰撞源分布,并利用Kobayashi基准题对多次碰撞源和首次碰撞源的射线效应减弱方法进行了初步验证和分析。通过混合并行技术(消息传递接口MPI+开放式多处理器OpenMP)提高计算效率,减少负载不平衡问题。研究表明,MC多次碰撞源方法在抑制SN方法中局部源问题的射线效应方面表现优异,能够显著减少计算中的非物理震荡,提高计算精度。当碰撞次数达到3次以上时,计算偏差降低至10%以下。此外,采用混合并行技术后,120个线程的并行计算效率达到80%以上。尽管在计算时间上略有不足,该方法在处理复杂几何和物理条件下展现了较大的潜力,是一种有前景的射线效应减弱方法。 展开更多
关键词 蒙特卡罗 离散纵标 多次碰撞源 首次碰撞源 射线效应 混合并行
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基于栅元嵌套网格的停堆剂量率方法初步验证及应用
3
作者 郑征 夏春梅 +4 位作者 梅其良 解均涵 史涛 高静 王梦琪 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第9期118-124,共7页
停堆剂量率计算分析是核反应堆辐射安全的重要内容。为了分析车载微型移动核电源的停堆剂量率,研究了基于栅元嵌套网格的停堆剂量率计算方法。该方法在严格两步法的计算框架下,对活化光子源的抽样方法进行了改进。通过构建几何简单的包... 停堆剂量率计算分析是核反应堆辐射安全的重要内容。为了分析车载微型移动核电源的停堆剂量率,研究了基于栅元嵌套网格的停堆剂量率计算方法。该方法在严格两步法的计算框架下,对活化光子源的抽样方法进行了改进。通过构建几何简单的包围盒,抽样得到源栅元内的粒子分布,从而提高了抽样效率和精度。在国际热核聚变实验堆(ITER)停堆剂量率基准题中进行了验证,该方法与参考解符合较好。基于该方法开展了兆瓦级车载微型移动核电源Megapower的停堆剂量率分析,计算结果表明热管贯穿端剂量率水平相对较高。该方法可用于反应堆停堆剂量率的计算分析,能够准确评估结构材料活化源及其产生的剂量率,对于反应堆屏蔽设计、维修计划的制定及退役具有重要的参考意义。 展开更多
关键词 停堆剂量率 严格两步法 源粒子抽样 ITER基准题 Megapower
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基于粒子输运-活化计算-智能优化的三向耦合计算方法研究
4
作者 郑征 王梦琪 +1 位作者 梅其良 黎辉 《核动力工程》 北大核心 2025年第2期217-221,共5页
现有屏蔽设计优化技术通常依赖设计者的经验,其效率低,不确定性大。为了提高屏蔽设计效率,本文结合多目标优化算法和辐射屏蔽计算开展屏蔽设计,开发了基于粒子输运-活化计算-智能优化的三向耦合计算程序,并基于本文构造的屏蔽计算模型... 现有屏蔽设计优化技术通常依赖设计者的经验,其效率低,不确定性大。为了提高屏蔽设计效率,本文结合多目标优化算法和辐射屏蔽计算开展屏蔽设计,开发了基于粒子输运-活化计算-智能优化的三向耦合计算程序,并基于本文构造的屏蔽计算模型进行了验证。数值计算结果表明,基于离散纵标方法和遗传算法的屏蔽设计优化方法可以实现屏蔽材料体积、屏蔽材料质量、停堆后活化剂量率和正常运行剂量率等多个目标的同时优化。 展开更多
关键词 离散纵标 遗传算法 多目标优化 屏蔽设计
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基于边界表示模型的点核积分程序的开发与应用
5
作者 唐松乾 温兴坚 +3 位作者 吕焕文 李文瀚 苗建新 陈鑫 《辐射防护》 北大核心 2025年第1期62-66,共5页
点核积分方法是屏蔽设计中最常用的方法之一。为了克服传统点核积分方法因无法直接使用辐射防护现场基于边界表示(Brep,boundary representation)几何需重新建模而出现模型描述复杂且易出错的问题,本次研究开发了直接基于Brep几何的点... 点核积分方法是屏蔽设计中最常用的方法之一。为了克服传统点核积分方法因无法直接使用辐射防护现场基于边界表示(Brep,boundary representation)几何需重新建模而出现模型描述复杂且易出错的问题,本次研究开发了直接基于Brep几何的点核积分方法,可直接基于现场CAD模型进行辐射场计算,提升了点核积分方法的几何适应能力。使用某乏燃料运输容器基准问题对程序的准确性进行了验证,验证结果表明程序的计算结果与QAD程序吻合良好,使用华龙一号的主回路设备间屏蔽问题对程序的复杂几何适应能力进行验证,验证结果表明程序具备复杂场景的三维辐射场计算能力。 展开更多
关键词 点核积分方法 Brep几何 三维辐射场
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蒙特卡罗MagicMC程序网格权窗全局减方差模块开发与验证
6
作者 曲泓宇 陈珍平 +6 位作者 孙爱扣 雷济充 刘程伟 朱琳 张羿 张怡卿 于涛 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第4期481-489,共9页
在大尺度辐射屏蔽计算中,蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)方法面临粒子深穿透现象,导致计算精度低、统计误差大、收敛速度慢等问题。为满足计算精度和效率的要求,通常采用网格权窗减方差方法缓解粒子输运深穿透问题。针对上述问题,本文基于蒙... 在大尺度辐射屏蔽计算中,蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)方法面临粒子深穿透现象,导致计算精度低、统计误差大、收敛速度慢等问题。为满足计算精度和效率的要求,通常采用网格权窗减方差方法缓解粒子输运深穿透问题。针对上述问题,本文基于蒙特卡罗程序MagicMC开发了网格权窗全局减方差模块,建立了基于MC-MC正向耦合的自适应平滑因子改进网格权窗方法。通过对ITER基准题计算,结果表明在相同条件下,不同位置的通量值与参考解对比,数值吻合,并且FOM因子提高了约7倍。同时,针对1/4 NUREG/CR-6115PWR基准题开展了网格中子通量密度分布计算,与直接模拟相比,本文全局减方差方法的FOM因子提高了9倍左右。数值分析结果验证了本文开发的网格权窗全局减方差模块的正确性与可靠性,提升了MagicMC程序对大尺度辐射屏蔽问题的计算分析能力。 展开更多
关键词 辐射屏蔽 蒙特卡罗 网格权窗 减方差 平滑因子
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基于数据驱动的移动式微型核反应堆屏蔽智能优化设计研究
7
作者 雷铠灰 吴宏春 +3 位作者 贺清明 曹毅 李晓静 刘国明 《核动力工程》 北大核心 2025年第2期193-201,共9页
为快速获得满足工程偏好的移动式微型核反应堆(微堆)轻量化屏蔽设计方案,本研究采用基于数据驱动的代理模型和多目标智能优化算法,对陆基移动式微堆的运行屏蔽开展具有多约束和工程偏好的多目标优化设计。首先通过对先进屏蔽材料参数和... 为快速获得满足工程偏好的移动式微型核反应堆(微堆)轻量化屏蔽设计方案,本研究采用基于数据驱动的代理模型和多目标智能优化算法,对陆基移动式微堆的运行屏蔽开展具有多约束和工程偏好的多目标优化设计。首先通过对先进屏蔽材料参数和屏蔽几何参数采样构建变规模优化空间下的数据集,其次基于此数据集训练多频率尺度神经网络MscaleDNN,并耦合基于图形处理器(GPU)并行的一维离散纵标法(SN)中子-光子耦合输运求解器,以建立稳定的高效高精度剂量率预测代理模型SN-MscaleDNN,之后与引入罚函数法和工程偏好模型的第二代非支配排序(NSGA-II)遗传算法耦合,实现满足剂量率安全、材料和力学限制等多约束以及工程偏好的屏蔽优化设计。研究结果表明,代理模型在变规模优化空间下可实现单个屏蔽方案毫秒级评估且预测泛化误差整体在10%以内,其与优化算法耦合后优化得到的多个屏蔽方案满足各项指标限值和工程偏好,本研究建立的方法能够用于变规模优化空间下移动式微堆的轻量化屏蔽优化设计。 展开更多
关键词 屏蔽优化设计 多目标优化 神经网络 移动式微型核反应堆 代理模型 数据驱动
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基于降阶模型的热管堆核热力耦合启堆瞬态模拟研究
8
作者 沈书秋 熊进标 +1 位作者 刘晓晶 张滕飞 《核技术》 北大核心 2025年第6期119-128,共10页
MegaPower是一种设计用于偏远地区和军事基地等去中心化能源市场的热管冷却反应堆,其启堆过程涉及复杂的多物理场耦合计算。传统高分辨率仿真方法常面临较高的计算成本。本研究以MegaPower热管堆的启堆过程为研究对象,提出了一种基于Pro... MegaPower是一种设计用于偏远地区和军事基地等去中心化能源市场的热管冷却反应堆,其启堆过程涉及复杂的多物理场耦合计算。传统高分辨率仿真方法常面临较高的计算成本。本研究以MegaPower热管堆的启堆过程为研究对象,提出了一种基于Proper Orthogonal Decomposition-Radial Basis Function(POD-RBF)快速预测方法的核热力耦合模型,以实现复杂瞬态工况的高效模拟。通过构建MegaPower高分辨率1/6堆芯模型,并结合OpenMC、FEniCSx和POD-RBF快速预测模型对堆芯的多物理场行为进行模拟,研究了启堆阶段的功率、温度和反应性动态特性。模拟结果表明,POD-RBF方法能够准确稳定地预测堆芯功率分布,最大误差为3.04%,平均误差为0.77%;k_(eff)预测的平均误差低于50 pcm(percent mille),最大误差不超过100 pcm。在启堆功率调节阶段,功率上升速率约为每秒0.53%额定功率,最终平稳达到额定功率,功率与反应性的动态变化保持稳定。同时,POD-RBF方法显著提升了计算效率,将单个时间步计算时间从传统高分辨率模型的800 s降低至3 s,整个启堆过程模拟时间由74 d缩短至7.5 h,效率提升约99.6%。研究结果表明,基于POD-RBF方法的热管堆核热力耦合模型能够显著提高计算效率,同时在瞬态问题中具备较高的预测精度,为热管堆的设计优化与安全评估提供了参考,也为多物理场问题的快速仿真提供了新思路。 展开更多
关键词 热管堆 启堆过程 POD-RBF 核热力耦合 多物理场仿真
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气冷快堆核数据敏感性与不确定性研究
9
作者 张梦森 刘仕倡 +3 位作者 周亚婧 张乐瑞 卢迪 王连杰 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第10期2222-2232,共11页
核数据作为反应堆物理计算的输入参数,其敏感性和不确定性对堆芯物理计算尤为重要。本文以ALLEGRO、GFR2400气冷快堆为研究对象,使用RMC和MCNP程序分别计算了k_(eff)对ALLEGRO中Pu、U、Re、W等关键核素的敏感性,将不同程序的敏感性计算... 核数据作为反应堆物理计算的输入参数,其敏感性和不确定性对堆芯物理计算尤为重要。本文以ALLEGRO、GFR2400气冷快堆为研究对象,使用RMC和MCNP程序分别计算了k_(eff)对ALLEGRO中Pu、U、Re、W等关键核素的敏感性,将不同程序的敏感性计算结果进行比较,发现除弹性散射外,其余反应截面的敏感性符合很好,验证了RMC在气冷快堆中的敏感性计算能力。使用RMC计算了GFR2400中Pu、U、Re、W等关键核素的敏感性和不确定性,并与公开文献的结果进行比较。结果表明,由于模型的差异,会出现部分核素-反应道的敏感性计算结果偏差较大,但不确定性计算结果符合较好,验证了RMC在气冷快堆中的不确定性计算能力。本文结果验证了RMC在计算核数据敏感性和不确定性上的应用,可为气冷快堆设计与核数据研究提供支持。 展开更多
关键词 气冷快堆 敏感性 不确定性 RMC程序
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反应堆主屏蔽三维注量率合成精度影响因素分析
10
作者 侯煜楠 张斌 《核动力工程》 北大核心 2025年第S1期166-180,共15页
离散纵标(SN)方法是计算反应堆压力容器(RPV)内快中子注量率的主要方法之一。基于二维加一维SN的三维注量率合成方法(简称合成方法),相比直接三维离散纵标方法(简称三维计算法)具有更高的计算效率,但源强和几何的近似处理会影响合成方... 离散纵标(SN)方法是计算反应堆压力容器(RPV)内快中子注量率的主要方法之一。基于二维加一维SN的三维注量率合成方法(简称合成方法),相比直接三维离散纵标方法(简称三维计算法)具有更高的计算效率,但源强和几何的近似处理会影响合成方法的计算精度。为深入分析源强和几何近似处理对合成方法的影响,本文建立了适用于合成方法的基准模型,并以基准模型合成与三维计算所得快中子注量率的相对误差为参考,分别分析源强和几何因素对合成方法的影响。源强分析中,在基准模型的基础上分别引入非均匀的径向、轴向和方位角功率分布,分析合成计算与三维计算所得快中子注量率相对误差的变化;在几何分析中,将基准模型的堆芯结构分别改变为正方形堆芯和阶梯状堆芯,依次分析合成计算与三维计算所得快中子注量率相对误差的变化。结果表明,径向和轴向功率分布的最大相对误差均在1.5%以内,而方位角功率分布使堆腔处的相对误差达到3.5%;正方形和阶梯状堆芯结构分别导致堆腔处相对误差达20%和22%。在典型压水堆HBR-2计算中,合成方法与三维计算法的快中子注量率在反应堆堆腔处的相对误差达11.65%,这表明合成方法对反应堆堆腔区域的计算精度仍需要进一步提高。 展开更多
关键词 反应堆压力容器(RPV) 离散纵标(SN)方法 三维注量率合成方法 快中子注量率
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适用于快堆的屏蔽数据库制作方法及验证
11
作者 刘凡 蔡利 +1 位作者 杨俊武 卢皓亮 《核动力工程》 北大核心 2025年第S1期276-281,共6页
传统压水堆屏蔽计算中,一般使用BUGLE96或其前身库,该屏蔽库已得到广泛验证与工程应用,但该库是针对典型压水堆、沸水堆屏蔽结构和物理特性制作,并不适用于快堆,因此针对快堆屏蔽计算需要依据其物理特性制作适用的屏蔽数据库。本文首先... 传统压水堆屏蔽计算中,一般使用BUGLE96或其前身库,该屏蔽库已得到广泛验证与工程应用,但该库是针对典型压水堆、沸水堆屏蔽结构和物理特性制作,并不适用于快堆,因此针对快堆屏蔽计算需要依据其物理特性制作适用的屏蔽数据库。本文首先根据快堆中核素类型、运行工况、能谱特点,使用NJOY程序制作了中子199群-光子42群的耦合细群库,该细群库包含快堆中常用的65种元素、202种核素,具有7个温度点的截面数据,散射截面的勒让德展开阶数为P8阶,权重谱使用典型快堆能谱;之后对细群库并群,得到问题相关的中子47群-光子20群宽群库;最后,选取JANUSⅠ屏蔽基准题对该屏蔽数据库进行验证。径向反应率对比结果表明,32S(n,p)32P探测器的计算结果与实验值相对误差在±15%以内。103Rh(n,n')103Rhm探测器的计算结果与实验值相对误差在±10%以内,均可被实验值测量偏差包络;轴向相对反应率对比结果表明,32S(n,p)32P探测器的计算结果与实验值相对误差在±10%以内。103Rh(n,n')103Rhm探测器的计算结果与实验值相对误差在±15%以内,满足工程计算误差要求。因此,本文制作的屏蔽数据库适用于快堆的屏蔽计算,后续可以应用于先进快堆的屏蔽设计。 展开更多
关键词 屏蔽计算 核数据处理 屏蔽库制作
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非结构四面体网格的步进短特征线空间离散格式研究
12
作者 夏丘炜晗 张斌 《现代应用物理》 2025年第4期97-103,共7页
精确的屏蔽计算可为屏蔽设计提供可靠的数据支持,离散纵标法是常用的确定论屏蔽计算方法之一。离散纵标法计算通常采用结构六面体网格,但结构六面体将曲面近似为阶梯状边界会造成偏差。本文将非结构四面体网格和步进短特征线空间离散格... 精确的屏蔽计算可为屏蔽设计提供可靠的数据支持,离散纵标法是常用的确定论屏蔽计算方法之一。离散纵标法计算通常采用结构六面体网格,但结构六面体将曲面近似为阶梯状边界会造成偏差。本文将非结构四面体网格和步进短特征线空间离散格式结合,改善模型描述能力并提高计算精度;基于离散纵标法屏蔽计算程序ARES,研究了适用于非结构四面体网格的步进短特征线空间离散格式;利用自设题对程序进行了初步测试,采用蒙特卡罗粒子输运模拟程序MCNP计算结果为基准值,对比结构六面体网格指数定向差分空间离散格式。结果表明,非结构四面体网格步进短特征线空间离散格式在多层曲面问题下具备良好的计算精度。 展开更多
关键词 离散纵标法 非结构网格 空间离散格式 步进短特征线
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基于离散纵标可视化建模技术的ACP100辐射漏束屏蔽设计
13
作者 唐松乾 陈鑫 +2 位作者 刘嘉嘉 温兴坚 田超 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期245-247,共3页
“玲龙一号”反应堆(ACP100)一体化堆型的设计特点,使得辐射漏束成为其需重点关注的辐射防护问题之一,需要开展针对性的屏蔽设计。为了提升离散纵标方法在模块式小型堆建模计算中的精度,本次研究开发了基于程序NX的离散纵标方法可视化... “玲龙一号”反应堆(ACP100)一体化堆型的设计特点,使得辐射漏束成为其需重点关注的辐射防护问题之一,需要开展针对性的屏蔽设计。为了提升离散纵标方法在模块式小型堆建模计算中的精度,本次研究开发了基于程序NX的离散纵标方法可视化建模插件,能够直接在NX图形界面中完成所有属性的定义,并自动完成网格的剖分形成完整的计算输入。本次研究基于可视化建模技术和自主研发的三维离散纵标输运计算程序Hydra完成了ACP100的辐射漏束计算,针对辐射漏束问题设置了专用的屏蔽块,大幅降低了主泵间的热中子注量率和操作平台的辐射剂量率。 展开更多
关键词 “玲龙一号”反应堆(ACP100) 辐射漏束 可视化建模 离散纵标方法
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月球基地用反应堆电源方案研究
14
作者 高剑 郭键 吕征 《载人航天》 CSCD 北大核心 2024年第3期269-276,共8页
针对月球基地反应堆电源应用需求及月球的特殊使用环境,提出了一种锂回路冷却快堆方案。采用MCNP程序对该方案的核特性进行深入研究,详细计算分析了反应性、燃耗、通量及功率分布等堆芯物理量,并对反应堆的掉落临界安全和屏蔽进行了详... 针对月球基地反应堆电源应用需求及月球的特殊使用环境,提出了一种锂回路冷却快堆方案。采用MCNP程序对该方案的核特性进行深入研究,详细计算分析了反应性、燃耗、通量及功率分布等堆芯物理量,并对反应堆的掉落临界安全和屏蔽进行了详细的计算分析。研究结果表明:锂冷回路冷却快堆方案具有堆芯结构紧凑、质量轻、导热效率高、堆芯固有安全性高、功率输出性能好、停堆深度深等优点,适合用作月球探索活动的能量源。 展开更多
关键词 月球反应堆 MCNP 堆芯物理量 临界安全 屏蔽优化
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基于贝叶斯推断的辐射场快速计算与重构技术研究
15
作者 唐松乾 余鸿 +3 位作者 吕焕文 温兴坚 苗建新 陈鑫 《核动力工程》 CSCD 北大核心 2024年第S2期110-114,共5页
为了满足核设施退役、核电厂维修等相关现场工作辐射场快速计算的需求,本文开发了基于点核积分方法,且适用于复杂几何和源描述的辐射场快速计算软件CSGPK。为了提升CSGPK软件点核积分模块的计算精度,使用贝叶斯推断方法对辐射场进行了重... 为了满足核设施退役、核电厂维修等相关现场工作辐射场快速计算的需求,本文开发了基于点核积分方法,且适用于复杂几何和源描述的辐射场快速计算软件CSGPK。为了提升CSGPK软件点核积分模块的计算精度,使用贝叶斯推断方法对辐射场进行了重构,并使用平板模型和迷宫结构对CSGPK软件进行了验证。验证结果表明,CSGPK软件点核积分模块的计算精度与国际同类计算软件相当;通过使用贝叶斯推断方法进行辐射场重构,能够大幅提升点核积分方法的计算精度,并提升CSGPK软件的适用范围。 展开更多
关键词 点核积分 贝叶斯推断 辐射场重构 CSGPK
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基于cosRMC的聚变堆全堆蒙特卡罗中子输运模拟研究
16
作者 田卓 赵若修 +5 位作者 王振宇 白华亮 张显 刘仕倡 伍秋染 刘松林 《现代应用物理》 2025年第4期77-87,共11页
聚变堆因其几何复杂、中子能量高、堆芯空间大,对蒙特卡罗粒子输运模拟带来一定挑战。本文采用蒙特卡罗程序cosRMC建立了基于中国聚变工程试验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)超临界二氧化碳(sCO_(2))液态锂铅包层(CO... 聚变堆因其几何复杂、中子能量高、堆芯空间大,对蒙特卡罗粒子输运模拟带来一定挑战。本文采用蒙特卡罗程序cosRMC建立了基于中国聚变工程试验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)超临界二氧化碳(sCO_(2))液态锂铅包层(COOL)的22.5°扇段模型(CFETR-COOL)及水冷陶瓷增殖剂包层(water-cooled ceramic breeder,WCCB)的360°全堆模型(CFETRWHOLE),计算了CFETR-COOL包层模块的中子注量、氚增殖比和核热沉积,并采用自动迭代权窗减方差方法计算了CFETR-WHOLE模型的中子注量空间分布。结果表明,cosRMC计算的包层模块的中子学参数与MCNP符合良好,大部分相对偏差在±3σ以内。通过权窗自动迭代减方差方法,CFETR-WHOLE模型的中子注量计数网格占比从1.29%提高到94.32%,得到了全堆的中子注量空间分布。本文工作充分证明了cosRMC具备开展大型聚变反应堆中子学模拟的能力。 展开更多
关键词 cosRMC 氚增殖比 核热沉积 自动迭代权窗减方差
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圆管内氦氙混合气体与超临界二氧化碳换热特性对比分析 被引量：2
17
作者 宁可为 刘凯 +4 位作者 孙汝雷 赵富龙 游尔胜 余霖 谭思超 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期450-458,共9页
小型化、高紧凑反应堆系统是陆上多用途能源供给的研究重点,直接热-动循环下的能量转换对冷却剂工质选型提出极高要求。为了明确氦氙混合气体、超临界二氧化碳的工质适用性,本文采用数值模拟方法,对二者在圆管内的换热特性进行计算,对比... 小型化、高紧凑反应堆系统是陆上多用途能源供给的研究重点,直接热-动循环下的能量转换对冷却剂工质选型提出极高要求。为了明确氦氙混合气体、超临界二氧化碳的工质适用性,本文采用数值模拟方法,对二者在圆管内的换热特性进行计算,对比了2种冷却剂的物性,分析了不同加热功率、入口速度、入口温度对冷却剂换热系数的影响,拟合提出了2种冷却剂工质圆管内换热的经验模型。研究结果表明:反应堆在加热功率超过100 kW/m~2、入口流速大于10 m/s下,对流换热系数较大;氦氙混合气体入口温度在1 000~1 200 K、超临界二氧化碳在入口温度550~600 K附近时,对流换热系数存在极大值;在高雷诺数区(Re>10~4),2冷却剂的修正关系式与计算值吻合良好。本文计算能够为新型反应堆开发提供数据及模型基础。 展开更多
关键词 小型反应堆 氦氙混合气体 超临界二氧化碳 圆管通道 数值模拟 模型修正 换热特性 安全特性
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超临界CO_(2)印刷电路板换热器热工水力特性研究 被引量：1
18
作者 明杨 金旸 +3 位作者 杨雯 赵富龙 谭思超 田瑞峰 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期819-824,共6页
对于超临界CO_(2)布雷顿循环中的印刷电路板换热器,其复杂结构与工作介质的特殊物理性质将导致集总参数方法出现较大的计算误差。为提升印刷电路板换热器的换热参数的计算精度,本文基于Modelica语言,采取分节点建模方法,开发了印刷电路... 对于超临界CO_(2)布雷顿循环中的印刷电路板换热器,其复杂结构与工作介质的特殊物理性质将导致集总参数方法出现较大的计算误差。为提升印刷电路板换热器的换热参数的计算精度,本文基于Modelica语言,采取分节点建模方法,开发了印刷电路板换热器的热工水力特性计算程序,对其稳态运行时的换热参数进行了分析。结果表明:印刷电路板换热器的通道内超临界CO_(2)的对流换热系数沿流动方向发生显著变化。与设计值相比,分节点计算程序的最大相对误差小于3%,计算精度相比于集总参数方法显著提升,因此有必要采取分节点计算方法以提高计算精度。研究结果可为超临界CO_(2)布雷顿循环系统中印刷电路板换热器的设计和仿真提供参考。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 超临界流体 布雷顿循环 印刷电路板 逆流式 换热器 分节点法 换热特性
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控制棒对核动力航天器辐射屏蔽特性的影响 被引量：1
19
作者 何宇豪 赵富龙 +3 位作者 谢林 马嘉 孟涛 谭思超 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期390-397,共8页
针对控制棒及其导向管贯穿阴影式屏蔽体的情况,本文进行了核动力航天器全场辐射屏蔽特性的分析,并提出局部屏蔽的优化方案。利用蒙特卡罗方法在核动力航天器全场范围内对中子与光子进行输运计算,求解得到控制棒吸收体处于不同位置时的... 针对控制棒及其导向管贯穿阴影式屏蔽体的情况,本文进行了核动力航天器全场辐射屏蔽特性的分析,并提出局部屏蔽的优化方案。利用蒙特卡罗方法在核动力航天器全场范围内对中子与光子进行输运计算,求解得到控制棒吸收体处于不同位置时的中子注量率与光子剂量分布情况,分析了控制棒及其导向管对阴影屏蔽体的屏蔽特性及航天器全场辐射特性的影响,并针对辐射薄弱点提出了局部屏蔽优化方案,对优化后的方案进行了计算验证。结果表明:控制棒导向管垂直贯穿屏蔽体会导致仪器平台辐射剂量超限值,极端工况下光子剂量达到限值的10倍,中子注量达到了限值的1.8倍。利用局部屏蔽体可以有效消除控制棒导向管带来的辐射剂量超限问题,能在控制质量增幅的情况下保证仪器平台所处区域的辐射安全。 展开更多
关键词 核动力航天器 辐射防护 辐射特性 光子屏蔽 中子屏蔽 控制棒 阴影屏蔽 局部屏蔽
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基于BP神经网络的反应堆堆外探测器响应快速分析方法研究 被引量：1
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作者 李荧杰 夏兆东 +5 位作者 张庚 孙铭泽 宁通 潘翠杰 马骁笛 孙旭 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期15-21,共7页
堆外探测器响应描述了中子注量率与电流信号之间的对应关系,对反应堆的安全运行有着至关重要的作用。针对确定论方法和蒙特卡罗方法均无法兼顾堆外探测器响应计算效率与计算精度这一问题,采用基于反向传播(BP)神经网络的算法完成堆外探... 堆外探测器响应描述了中子注量率与电流信号之间的对应关系,对反应堆的安全运行有着至关重要的作用。针对确定论方法和蒙特卡罗方法均无法兼顾堆外探测器响应计算效率与计算精度这一问题,采用基于反向传播(BP)神经网络的算法完成堆外探测器响应的快速计算;基于堆芯核设计系统CMS对我国现有百万千瓦级压水堆堆芯进行物理建模,堆芯内燃料组件排布方式和燃耗变化作为BP神经网络的输入,相对应的燃料组件排布方式以及不同燃耗下的堆外探测器响应作为BP神经网络的输出,构建了3层BP神经网络模型并进行了优化;经过计算验证,优化后模型能够较为快速地计算堆外探测器响应,且预测值与堆芯核设计系统CMS计算值相比误差较小,有较好的工程应用前景,为计算堆外探测器响应提供了新思路。 展开更多
关键词 反应堆 堆外探测器响应 反向传播(BP)神经网络 快速分析
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