專(zhuān)利名稱(chēng)：一種獲取核燃料組件中子角通量密度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及核燃料組件中子學(xué)分析方法領(lǐng)域，特別涉及一種獲取核燃料組件中子角通量密度的方法。
背景技術(shù)：
為了保證反應(yīng)堆的安全和提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，需要提高核燃料組件參數(shù)計(jì)算的精度。其中，獲取核燃料組件中中子角通量密度的分布是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。隨著核燃料組件設(shè)計(jì)的復(fù)雜化和計(jì)算要求的提高，部分核燃料組件中中子角通量密度劇烈變化的現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)[1]，從而加劇了獲取高精度中子角通量密度的難度。
傳統(tǒng)的中子角通量密度獲取方法分為球諧函數(shù)方法和離散縱標(biāo)方法。
球諧函數(shù)方法采用球諧函數(shù)展開(kāi)中子角通量密度，最終獲得中子通量密度的值及其隨角度方向的分布。受球諧函數(shù)自身特點(diǎn)的限制，對(duì)于變化劇烈的中子角通量密度，只能獲得近似分布且計(jì)算效率低。
離散縱標(biāo)方法采用若干個(gè)離散方向表示中子角通量密度的分布，最終獲得中子通量密度的值及其隨離散角度方向的分布。該方法在某些情況下存在射線(xiàn)效應(yīng)，適用范圍受到限制，且同樣不適用中子角通量密度變化劇烈的問(wèn)題。
美國(guó)德州農(nóng)工大學(xué)采用離散縱標(biāo)方法分析過(guò)核燃料組件中中子角通量密度劇烈變化的現(xiàn)象，但該方法由于計(jì)算效率低，不具有實(shí)用性。小波展開(kāi)方法可以更好地處理上述問(wèn)題，但是同樣受限于計(jì)算效率問(wèn)題，應(yīng)用于工程實(shí)踐仍存在困難[2_5]。傳統(tǒng)小波展開(kāi)方法采用基于提升技術(shù)的球小波[2]，該方法展開(kāi)系數(shù)多且耦合緊密，計(jì)算效率低。改進(jìn)的小波展開(kāi)方法采用Daubechies小波只展開(kāi)幅角變量，從而一定程度上降低了耦合規(guī)模[3]，但是，為了能夠精確處理邊界條件，采用了分區(qū)間的展開(kāi)方式，結(jié)果導(dǎo)致在燃料組件內(nèi)部區(qū)域存在大量的冗余展開(kāi)系數(shù)需要求解，降低了效率。此外，由于只采用了簡(jiǎn)單提高階數(shù)的方法處理復(fù)雜角度分布，在解決此類(lèi)問(wèn)題時(shí)所需的耦合量平方增長(zhǎng)，大大降低計(jì)算效率，使得方法的實(shí)用性進(jìn)一步受到效率的限制[4_5]。
參考文獻(xiàn)
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5.Zheng Y., Wu H.，Cao L.，Cho N.Z.Daubechiesi Wavelet Method forAngular Solution of the Neutron Transport Equation.Nuclear Science andEngineering, 164 (2)，87-104，2010.發(fā)明內(nèi)容
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種獲取核燃料組件中子角通量密度的方法，本發(fā)明方法不僅能夠彌補(bǔ)現(xiàn)有方法對(duì)角度方向上存在復(fù)雜變化的中子角通量密度獲取能力的不足，而且相比傳統(tǒng)方法，計(jì)算效率大大提高，具有工程實(shí)用價(jià)值。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種獲取核燃料組件中子角通量密度的方法，包括如下步驟:
步驟1:計(jì)算基函數(shù)的值:選擇具有正交性質(zhì)的Daubechies小波尺度函數(shù)作為基函數(shù)，利用小波的二尺度關(guān)系計(jì)算基函數(shù)在二分點(diǎn)上的值；
步驟2:計(jì)算基函數(shù)與角度變量的積分:根據(jù)步驟I計(jì)算的基函數(shù)在二分點(diǎn)上的值，采用辛普森積分法計(jì)算基函數(shù)與角度變量的積分Am，和Bnn，，計(jì)算公式如下式(7)和(8)，
權(quán)利要求
1.一種獲取核燃料組件中子角通量密度的方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟1:計(jì)算基函數(shù)的值:選擇具有正交性質(zhì)的Daubechies小波尺度函數(shù)作為基函數(shù)，利用小波的二尺度關(guān)系計(jì)算基函數(shù)在二分點(diǎn)上的值； 步驟2:計(jì)算基函數(shù)與角度變量的積分:根據(jù)步驟I計(jì)算的基函數(shù)在二分點(diǎn)上的值，采用辛普森積分法計(jì)算基函數(shù)與角度變量的積分Ann，和Bnn，，計(jì)算公式如下式(7)和(8)，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種獲取核燃料組件中子角通量密度的方法，其特征在于:步驟4所述的根據(jù)核燃料組件的幾何結(jié)構(gòu)，將邊界上的角度區(qū)間分解為多個(gè)子區(qū)間，對(duì)于方形組件是以90°為區(qū)間寬度 將角度區(qū)間劃分為4個(gè)子區(qū)間。
全文摘要
一種獲取核燃料組件中子角通量密度的方法，步驟為1、計(jì)算基函數(shù)的值；2、計(jì)算基函數(shù)與角度變量的積分；3、建立組件內(nèi)小波展開(kāi)方程；4、處理組件邊界條件；5、計(jì)算中子角通量密度；6、建立修正量的小波展開(kāi)方程；7、修正中子角通量密度；8、判斷中子通量密度值是否滿(mǎn)足精度要求；本發(fā)明采用一維基函數(shù)展開(kāi)中子角通量密度的幅角變量以降低計(jì)算規(guī)模；采用組件邊界和組件內(nèi)分別展開(kāi)的方法，只在燃料組件邊界上采用分區(qū)間展開(kāi)，以避免冗余展開(kāi)系數(shù)的計(jì)算；由于對(duì)中子角通量密度和修正量進(jìn)行分別處理，只計(jì)算兩次同等耦合規(guī)模的問(wèn)題，因此相比簡(jiǎn)單提高展開(kāi)階數(shù)，本發(fā)明在達(dá)到相近計(jì)算精度的情況下，避免了提高精度伴隨的耦合系數(shù)平方增長(zhǎng)，提高計(jì)算效率。
文檔編號(hào)G06F19/00GK103218512SQ20131008222
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月14日
發(fā)明者鄭友琦, 吳宏春, 曹良志 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)