×

三维多群中子输运的并行统一气体动力学方案。 (英语) Zbl 1452.82038号

总结:本文提出了一种并行统一气体动力学格式(UGKS)来模拟三维多群中子输运。该方案包括中子吸收、散射、裂变的物理过程。为了设计一种多尺度方法来捕捉不同状态下的物理,该方案由求解微观中子输运耦合方程和宏观矩方程组成。因此,中子输运的时间精确数值通量可以唯一地公式化,并用于构建多尺度方法。本文研究了各向同性散射中子输运,从数学上证明了多群中子输运方程的扩展UGKS是一个渐近保持格式。即使网格尺寸远大于中子输运特征标度,即所谓的平均自由程,该方案也可以有效地用于捕捉扩散极限。因此,与传统的单尺度格式相比,计算效率大大提高。为了进一步加快计算速度,还开发了用于三维中子输运模拟的并行UGKS。通过大量数值试验验证了新方案的有效性,并在输运条件变化较大的情况下进行了仿真,结果表明该方案具有较高的精度和较强的鲁棒性。

MSC公司:

82个M12 有限体积法在统计力学问题中的应用
82天75 核反应堆理论;中子输运
6500万08 含偏微分方程初值和初边值问题的有限体积法
65Z05个 科学应用
20年第35季度 玻尔兹曼方程
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Xu,K。;Huang,J.-C.,连续流和稀薄流的统一气体动力学方案,J.Compute。物理。,229, 20, 7747-7764 (2010) ·兹比尔1276.76057
[2] 刘易斯,E.E。;Miller,W.F.,《中子输运计算方法》(1984),John Wiley and Sons,Inc.:John Willey and Sons公司,纽约州纽约市·Zbl 0594.65096号
[3] 卡尔森,B。;Bell,G.,《用Sn方法求解输运方程》(1958年),洛斯阿拉莫斯科学实验室:洛斯阿拉莫科学实验室,N.墨西哥州(美国),技术代表。
[4] Marshak,R.,《球面调和法应用于球面Milne问题的注记》,Phys。修订版,71、7、443(1947)·Zbl 0032.37504号
[5] Chai,J.C.(柴,J.C.)。;Lee,H.S.公司。;Patankar,S.V.,辐射传热的有限体积法,《热力学杂志》。热传输。,8, 3, 419-425 (1994)
[6] 伍德,J。;Williams,M.,有限元方法应用于中子输运方程的最新进展,Prog。编号。能源,14,1,21-40(1984)
[7] Ackroyd,R.,中子输运的有限元方法-I。一些理论考虑,Ann.Nucl。能源,5,2,75-94(1978)
[8] 里德·W·H。;希尔,T。;布林克利,F。;Lathrop,K.,《Triplet:A Two Dimensional,Multigroup,Triangular Mesh,Planar Geometry,Explicit Transport Code》(1973),洛斯阿拉莫斯科学实验室:洛斯阿拉莫斯科学实验室,新墨西哥州(美国),技术代表。
[9] Wareing,T.A。;McGee,J.M。;莫雷尔,J.E。;Pautz,S.D.,三维非结构网格上的间断有限元方法,Nucl。科学。工程,138,3,256-268(2001)
[10] 亚当斯,M.L。;Larsen,E.W.,离散有序粒子输运计算的快速迭代方法,Prog。编号。能源,40,1,3-159(2002)
[11] Larsen,E.W。;莫雷尔,J。;Miller,W.F.,光学厚扩散区数值输运问题的渐近解,J.Compute。物理。,69, 2, 283-324 (1987) ·Zbl 0627.65146号
[12] Jin,S。;Levermore,D.,扩散区域中的离散有序方法,Transp。理论统计物理。,20, 5-6, 413-439 (1991) ·Zbl 0760.65125号
[13] Jin,S。;Levermore,C.D.,扩散区域中的全离散数值传输,Transp。理论统计物理。,22, 6, 739-791 (1993) ·Zbl 0818.65141号
[14] 黄,J.-C。;Xu,K。;Yu,P.,连续流和稀薄流的统一气体动力学方案II:多维情况,Commun。计算。物理。,12, 3, 662-690 (2012) ·Zbl 1373.76216号
[15] 陈,S。;Xu,K.,连续流极限下渐近守恒格式和统一气体动力学格式的比较研究,计算。物理。,288, 52-65 (2015) ·Zbl 1351.76230号
[16] Mieussens,L.,关于线性动力学模型扩散极限的统一气体动力学方案的渐近保持性,J.Compute。物理。,253, 138-156 (2013) ·Zbl 1349.76787号
[17] Sun,W。;江,S。;Xu,K.,灰色辐射传输方程的渐近保持统一气体动力学格式,J.Compute。物理。,285, 265-279 (2015) ·Zbl 1351.76186号
[18] Sun,W。;江,S。;Xu,K。;Li,S.,频率相关辐射传输方程的渐近保持统一气体动力学格式,J.Compute。物理。,302, 222-238 (2015) ·Zbl 1349.76735号
[19] Sun,W。;江,S。;Xu,K.,具有平衡和非平衡扩散极限的辐射传输的隐式统一气体动力学方案,Commun。计算。物理。,22, 4, 889-912 (2017) ·Zbl 1488.80008号
[20] Van Leer,B.,《走向最终保守差分格式》。四、 数值对流的一种新方法,J.Compute。物理。,23, 3, 276-299 (1977) ·Zbl 0339.76056号
[21] Zhu,Y。;钟,C。;Xu,K.,稀薄流动研究中多重网格收敛的统一气体动力学格式,Phys。流体,29,9,第096102条pp.(2017)
[22] 李,S。;李,Q。;傅,S。;Xu,J.,统一气体动力学方案的高性能并行算法,(AIP会议论文集,第1786卷(2016),AIP出版社),第180007页。
[23] Malone,J.G.,超立方体多处理器计算机的自动网格分解和并行有限元分析,计算。方法应用。数学。,70, 1, 27-58 (1988) ·Zbl 0634.73062号
[24] 宾德拉,H。;Patil,D.V.,《使用晶格玻尔兹曼方程框架的辐射或中子传输建模》,Phys。E版,86,1,第016706条pp.(2012)
[25] Kobayashi,K。;北杉村。;Nagaya,Y.,《含空洞区域的简单几何体的三维辐射传输基准问题和结果》,Prog。编号。能源,39,2,119-144(2001)
[26] 森喜朗。;Nakagawa,M.,MVP/GMVP:基于连续能量和多群方法的中子和光子输运计算通用蒙特卡罗代码(1994),日本原子能研究所(JAERI),日语
[27] 武田,T。;池田,H.,《三维中子传输基准》,J.Nucl。科学。技术。,28, 7, 656-669 (1991)
[28] 刘,Z。;Wu,H。;曹,L。;陈,Q。;Li,Y.,中子输运计算的一种新的三维特性方法,Ann.Nucl。能源,38,2-3,447-454(2011)
[29] 张,C。;李,Q。;Fu,S。;Wang,Z.,三角网格上Euler和Navier-Stokes方程的三阶气体动力学CPR方法,J.Comput。物理。,363, 329-353 (2018) ·Zbl 1392.76057号
[30] 纪,X。;潘·L。;Shyy,W。;Xu,K.,Euler和Navier-Stokes方程的紧凑四阶气体动力学格式,J.Compute。物理。,372, 446-472 (2018) ·Zbl 1415.76470号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。