نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه شیراز

2 --

3 پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، پژوهشکده راکتور و ایمنی هسته‌ای

10.24200/nst.2022.1173.1767

چکیده

در این تحقیق به پیاده سازی الگوریتم اعمال شده برای حل معادله ترابرد نوترون وابسته به زمان دو بعدی در یک محیط ناهمگن پرداخته شده است. یک الگوریتم ردیابی بسته‌ای جدید که در آن نوترون‌ها اجازه دارند مسیر طولانی‌تری را قبل از حذف از ساختار طی کنند، برای محاسبه گذرا به کار گرفته شده است. مشتق زمانی شار زاویه‌ای به عنوان منبع اصلی چالش در پیاده سازی معادله ترابرد نوترون گذرا مورد بررسی قرار گرفته که در آن دو حالت برای مشتق زمانی شار زاویه‌ای در نظر گرفته شده است: اول اینکه وابستگی زاویه‌ای مشتق زمانی شار حفظ می‌شود و در حالت دوم، تقریب شار اسکالر همسانگرد به مشتق زمانی اعمال می‌شود. تجزیه و تحلیل حساسیت در اندازه گام زمانی به عنوان یک پارامتر موثر برای دقت و هزینه محاسباتی بررسی شده است. برای بررسی سازگاری عددی الگوریتم ارائه شده و همچنین و با توجه به نقش اساسی نوترون‌های تأخیری در فرآیندهای گذرا، سه مدل ریاضی چندگروهی برای نوترون‌های تأخیری همراه با معادله ترابرد نوترون ارزیابی می‌شوند. برای صحت سنجی الگوریتم پیاده‌سازی شده، معیار معروف TWIGL مدل‌سازی شده و نتایج با کدهای‌MPACT و DeCART مقایسه شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Implementation of The Time Dependent Neutron Transport Algorithm in 2D Utilizing Modular Ray Tracing by Method of Characteristic Framework

نویسندگان [English]

  • sahar ghaseminejad 2
  • mnohammadhadi porhemmat 3
  • Ataollah rabiee 1

2 NA

3 reactor research school, nuclear science and technology research institute

چکیده [English]

This research presents implementation of the algorithm in solving 2D time dependent neutron transport in a heterogeneous medium. A new modular ray tracing algorithm where neutrons are allowed to travel a longer path before being removed from the structure, is adopted for the transient calculation. The time derivative of angular flux is investigated as major source of challenges in implementing the neutron transport equation, in which two states for the time derivative of angular flux are included, first, the angular dependency of time derivative is preserved and in the second mode, isotropic scalar flux approximation is applied to the time derivative. Sensitivity analysis on time step size has been investigated as an effective parameter on both computational accuracy and cost. Investigating the compatibility of the proposed numerical algorithm as well as considering the substantial role of delayed neutrons in transient processes, three multigroup mathematical models for delayed neutrons are evaluated along with the neutron transport equation. For verification implemented algorithm, the well-known TWIGL benchmark is modeled and the results are compared with MPACT and DeCART codes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Time Dependent Neutron Transport
  • Characteristic Method
  • TWIGL Benchmark
  • Delayed Neutron