[发明专利]一种在线生成特征线的方法

说明书

一种在线生成特征线的方法，包括如下步骤；1、由用户输入的特征线辐角和径向宽度，确定特征线扫描起点的位置；2、确定目前特征线扫描进行的位置；3、获取特征线信息；4、MOC计算存储粗网标通量；5、计算离最近表面的距离；6、确定特征线将要到达的栅元；本发明方法不需要用到重复的单元，在特征线扫描的过程中同时产生特征线，即一边产生、一边扫描。对堆芯的几何完全没有限制，极大地拓宽了传统特征线方法的适用范围。

技术领域

本发明涉及核反应堆堆芯数值计算领域，具体涉及一种在线生成特征线并将特征线信息应用于堆芯特征线计算的方法。

背景技术

中子输运方程又称玻尔兹曼输运方程，描述的是处于运动状态的中子的守恒关系，如式(1)所示：

式中：

ψ——中子角通量密度；

r——中子的空间位置向量；

Ω——中子运动的角度向量；

E——中子的能量；

t——时间；

v——中子运动的速度；

——数学算符，其中i,j,k分别为x,y,z方向的方向向量；

Σ_t——反应总截面；

Q——中子源项；

当讨论稳态问题时，认为中子通量密度不随时间变化，即：且ψ(r,Ω,E,t)＝ψ(r,Ω,E)，此时方程变成：

在特征线上，式(2)可写成：

式中：

s——特征线坐标；

对能量进行离散可得特征线上的多群中子输运方程：

将求解区域划分为许多源区i，用离散后的角度m代替Ω。在源区内式(4)可以写成：

式中：

k——方向为m穿过源区的特征线编号；

对源项采取平源近似，有：

Q_i,m(s)＝Q_i,m (6)

联立式(5)和式(6)，可以解得特征线上的中子角通量密度分布：

在实际特征线计算中，令s＝s_k即可得到第k条特征线的出射中子角通量：

由式(8)可知，欲求解特征线方程首先应该知道特征线信息，包括特征线段长度s_k和特征线段对应的截面信息。为获得这些信息，通常采取的做法是生成模块化特征线。

模块化特征线方法中的模块可以是栅元或者组件，也可以是半个组件、四分之一个组件等，特征线问题可以分为三维特征线问题和二维特征线问题，二者的区别在于z方向是否存在泄露。z方向无限均匀时，不存在泄露，此时为二维问题。下面以二维模块化特征线方法为例介绍获取特征线信息的主要过程。

步骤1：由用户输入的特征线辐角和径向宽度程序通过式(9)到式(12)获得实际特征线辐角和径向宽度