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[发明专利]一种考虑叠步的多个控制棒组同时动棒搜临界的方法-CN202310115637.4有效
发明人： 刘宙宇;苏鑫;吴宏春;曹良志 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-02-15 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种考虑叠步的多个控制棒组同时动棒搜临界的方法，首先根据搜临界的堆芯的初始的堆芯有效增值因子，分别将堆芯中的参与搜临界的控制棒组全部插入或提出堆芯；随后进行全堆芯计算得到新的堆芯有效增值因子；根据控制棒组移动的总长度以及堆芯有效增值因子变化，进行总高度插值和棒位高度计算得到堆芯临界时的各控制棒组的新棒位；调整相应的控制棒组到新棒位并再次进行全堆芯输运计算；重复上述流程直到堆芯达到临界状态。本发明不仅可以将多个控制棒组一起进行搜临界计算，减少了传统搜临界计算过程中的全堆芯输运计算次数，而且可以考虑控制棒组叠步动棒搜临界的情况。本发明可用于数值反应堆的搜临界计算，提高计算速度和效率。
一种考虑控制棒同时动棒搜临界方法

[发明专利]一种针对铀钚混合氧化物燃料的多物理燃料性能分析方法-CN202210838331.7有效
发明人： 刘宙宇;许晓北;邵世豪;吴宏春;曹良志 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-07-18 - 公布日： 2022-10-25 - 主分类号： G16C20/30 文献下载
摘要：本发明公开了一种针对铀钚混合氧化物燃料的多物理燃料性能分析方法，首先读取所要模拟的燃料元件的输入信息；之后针对燃料依次求解中子输运方程、核素燃耗方程、热学方程、力学方程、钚迁移‑燃耗方程，并重复迭代，直至计算结果收敛，得到燃料元件的中子通量密度、各核素核子密度、温度、应力、应变等物理场。本发明在与中子输运、核素燃耗耦合的多物理燃料性能分析方法之中考虑了钚的迁移效应与燃耗效应的耦合，使模拟更加贴近真实，提高模拟的准确性，可用于装载铀钚混合氧化物燃料的核反应堆的设计与安全分析计算，在确保安全性的前提下提升反应堆的经济性。
一种针对混合氧化物燃料物理性能分析方法

[发明专利]基于二维一维耦合傅里叶分析的粗网扩散系数计算方法-CN202210919848.9有效
发明人： 刘宙宇;周欣宇;吴宏春;曹良志 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-08-02 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明公开了基于二维一维耦合傅里叶分析的粗网扩散系数计算方法，将所要模拟的压水堆三维堆芯划分成若干个粗网；在每个粗网中划分多个细网；在每个细网上建立二维一维耦合输运模型，在每个粗网上建立粗网有限差分模型；根据二维一维耦合输运模型和粗网有限差分模型建立二维一维傅里叶分析模型，获得谱半径最小时，随粗网光学厚度、散射率变化的粗网扩散系数的修正因子；基于修正因子计算修正粗网有限差分模型的粗网扩散系数，求解修正粗网有限差分模型，获得粗网中子标通量密度及特征值，并更新细网中子标通量密度及特征值实现加速。本发明方法使粗网有限差分加速二维一维耦合输运计算的过程更稳定，可用于压水堆数值反应堆模拟计算及工程应用。
基于二维耦合傅里叶分析扩散系数计算方法

[发明专利]一种等效模拟压水堆堆芯内燃料组件弯曲的方法-CN202210619730.4有效
发明人： 刘宙宇;李帆;万承辉;吴宏春;曹良志 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-06-02 - 公布日： 2022-08-19 - 主分类号： G06F30/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种等效模拟压水堆堆芯内燃料组件弯曲的方法，该方法基于压水堆燃料组件未弯曲时的水隙宽度和燃料组件弯曲尺寸，求解燃料组件弯曲后轴向各层内各个燃料组件间的水隙宽度；基于弯曲前后燃料组件四周水隙材料的原子数目守恒原则，保持弯曲前后水隙宽度不变，建立燃料组件弯曲后的等效模型；基于建立的燃料组件弯曲后的等效模型，采用与组件未弯曲时相同的输运计算程序进行输运计算，实现燃料组件弯曲对中子通量密度的影响分析。本发明具有建模简单的优势，并且可以通过在线更新材料的核子密度，实现对燃料组件弯曲随时间变化的快速模拟分析。可用于压水堆的优化设计和分析，提高压水堆的经济性，增强核电站运行的安全性。
一种等效模拟堆堆燃料组件弯曲方法

[发明专利]一种基于等效几何理论的用于研究堆的共振计算方法-CN202210409011.X有效
发明人： 刘宙宇;易思宇;吴宏春;曹良志 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-04-19 - 公布日： 2022-07-15 - 主分类号： G06F30/25 文献下载
摘要：一种基于等效几何理论的用于研究堆的共振计算方法，对目标研究堆中每个燃料栅元建立独立的孤立栅元模型；求解固定源方程获得中子逃脱概率和碰撞概率；然后基于逃脱概率守恒将非棒状几何燃料等效为一维棒状等效燃料。接着基于碰撞概率守恒，将周围结构材料由非环状转化为环状。通过中子流方法获得燃料区的丹可夫修正因子；最后，基于燃料区的丹可夫修正因子守恒获得等效慢化剂区外半径。由一维棒燃料、环状结构材料和慢化剂区建立一个等效一维栅元模型，而后进行共振计算以获得该问题的有效自屏截面。该方法相比现有技术，能够在保证精度的前提下，大幅提高数值反应堆模拟计算中非棒、板几何燃料的共振计算效率。
一种基于等效几何理论用于研究共振计算方法

[发明专利]一种基于二维堆芯的用于压水堆的在线能群压缩方法-CN202210425172.8有效
发明人： 刘宙宇;周欣宇;吴宏春;曹良志 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-04-22 - 公布日： 2022-07-08 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于二维堆芯的用于压水堆的在线能群压缩方法，首先将所要模拟的三维压水堆堆芯沿轴向几何切分若干层；对每一层建立细群的共振模型和输运模型；求解细群的共振模型和输运模型获得每个平源区的细群中子角通量密度和细群中子标通量密度；基于平源区的细群中子角通量密度和细群中子标通量密度和材料的细群中子截面获得材料的宽群中子截面；基于宽群的中子截面建立三维压水堆的输运模型，并求解获得三维的宽群中子角通量密度和细群中子标通量密度。本发明可以获得在线的径向反射层区域的细群中子角通量密度和标通量密度，获得的宽群中子截面更精确，求解精度高，可用于数值反应堆快速模拟计算，降低压水堆设计时不必要的安全裕量。
一种基于二维用于压水堆在线压缩方法

[发明专利]一种针对材料均匀分布反应堆的中子输运求解方法-CN202210438436.3有效
发明人： 刘宙宇;黄冬;吴宏春;曹良志 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-04-25 - 公布日： 2022-07-08 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：一种针对材料均匀分布反应堆的中子输运求解方法，该方法将机器学习和蒙特卡罗方法的相结合。首先需要构造一系列材料均匀分布的反应堆，每个反应堆包含了不同的材料组分或密度。接着应用蒙特卡罗方法求解这些反应堆，并统计模拟结束后中子的散射和裂变概率以及中子的特征分布。利用这些概率和特征分布数据，训练获得以中子能量和材料组成作为输入，散射和裂变中子的特征分布为输出的全连接神经网络模型。最后利用得到的全连接神经网络模型，将裂变产生的中子和材料作为输入得到下一代裂变中子，迭代计算直到收敛。该方法相比现有的蒙特卡罗方法，不再需要进行大量的抽样过程，计算速度更快，针对材料均匀分布的反应堆可以快速完成中子输运计算。
一种针对材料均匀分布反应堆中子输运求解方法

[发明专利]一种基于深度学习-界面流耦合的压水堆中子输运方法-CN202210438438.2有效
发明人： 刘宙宇;王习宁;吴宏春;曹良志 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-04-25 - 公布日： 2022-07-08 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于深度学习‑界面流耦合的压水堆中子输运方法，通过蒙特卡罗方法模拟局部简单几何问题的中子与材料俘获、裂变或散射后的中子迁移过程，利用蒙特卡罗方法的模拟结果和深度学习方法学习不同材料和几何单元的中子入射‑出射分布规律，基于界面流守恒建立简单几何单元之间的连接关系和中子输运计算过程。该方法颠覆了确定论方法中必须先共振计算获得多群截面、再进行复杂几何多群输运计算的传统过程，形成一种综合了蒙特卡罗方法、深度学习和确定论方法的新型中子输运计算方法。
一种基于深度学习界面耦合压水堆中子输运方法

[发明专利]一种降低核反应堆共振自屏计算中多群等效误差的方法-CN202210331474.9在审
发明人：贺清明;易思宇;刘宙宇;曹良志 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-03-31 - 公布日： 2022-07-05 - 主分类号： G21C17/06 文献下载
摘要：一种降低核反应堆共振自屏计算中多群等效误差的方法，采用子群方法进行共振自屏计算，获得燃料棒表面偏中子流参考值和多群截面，采用特征线方法求解单群固定源方程，获得燃料棒表面偏中子流迭代值，基于燃料棒表面偏中子流参考值和燃料棒表面偏中子流迭代值，计算燃料棒表面偏中子流不连续因子，基于多群截面和燃料棒表面偏中子流不连续因子，采用特征线方法求解多群中子输运方程，采用燃料棒表面偏中子流不连续因子修正燃料棒表面中子角通量密度；本发明方法能够考虑多群等效效应，降低共振自屏计算的多群等效误差，提高核反应堆有效增殖因数和功率分布的计算精度。
一种降低核反应堆共振计算中多群等效误差方法

[发明专利]一种高效获取核反应堆燃料棒表面偏中子流不连续因子的方法-CN202210331479.1在审
发明人：贺清明;易思宇;刘宙宇;曹良志 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-03-31 - 公布日： 2022-07-01 - 主分类号： G06F17/10 文献下载
摘要：一种高效获取核反应堆燃料棒表面偏中子流不连续因子的方法，采用子群方法进行共振自屏计算，获得燃料棒表面参考偏中子流和多群截面，采用解析表达式计算燃料棒表面等效偏中子流，利用燃料棒表面参考偏中子流和燃料棒表面等效偏中子流计算燃料棒表面偏中子流不连续因子；本发明方法能够快速获得核反应堆燃料棒表面偏中子流不连续因子，近似考虑多群等效效应，降低共振自屏计算的多群等效误差，提高核反应堆物理计算的计算精度。
一种高效获取核反应堆燃料表面中子流连续因子方法

[发明专利]一种针对三维压水堆堆芯的中子输运计算方法-CN202010327917.8有效
发明人： 刘宙宇;张思凡;曹良志;吴宏春 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2020-04-23 - 公布日： 2021-12-28 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种针对三维压水堆堆芯的中子输运计算方法，该方法首先将所要计算的反应堆沿径向划分为两个区域，分别是几何材料较为简单的区域和复杂区域；然后在简单区域上划分网格，使用离散纵标方法建立中子输运数值模型，在复杂区域上划分平源区，使用特征线方法建立中子输运数值模型；通过区域边界进行耦合计算直至结果收敛，最终得到堆芯的特征值和中子通量信息；本方法结合了特征线方法和离散纵标方法的优势，既可以满足精细构建复杂区域的需求，又可以在简单区域上进行快速计算，同时兼顾了精度和效率，为反应堆数值模拟节省了时间和金钱成本。
一种针对三维堆堆中子输运计算方法

[发明专利]一种基于轴向展开的模拟压水堆堆芯三维中子通量的方法-CN202010328810.5有效
发明人： 刘宙宇;周欣宇;吴宏春;曹良志 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2020-04-23 - 公布日： 2021-10-19 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于轴向展开的模拟压水堆堆芯三维中子通量的方法，首先将所要模拟的三维压水堆堆芯沿轴向划分若干层，针对每一层将三维的中子角通量展开，轴向采用线性模型近似模拟中子通量轴向变化；根据轴向线性展开后的三维中子通量，径向基于特征线方法建立二维中子输运模型；根据边界条件获得0阶和1阶的中子角通量的关系，以此简化特征线方法建立的二维中子输运模型；最后，轴向从下到上沿每一层求解简化后的二维中子输运模型，获得每一层的三维压水堆堆芯的中子通量分布。本发明相比现有技术，避免了二维中子输运模型和一维中子输运模型中横向积分产生的中子泄漏项，求解稳定性好，可用于数值反应堆的输运模块计算，提高数值模拟的稳定性。
一种基于轴向展开模拟堆堆三维中子通量方法

[发明专利]一种针对压水堆燃料元件进行三维燃料性能分析的方法-CN201910884704.2有效
发明人： 刘宙宇;许晓北;吴宏春;曹良志 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-09-19 - 公布日： 2021-04-27 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：一种针对压水堆燃料元件进行三维燃料性能分析的方法，将所要模拟的燃料元件沿轴向划分为若干层，针对每一层建立二维平面几何模型和燃料元件气腔模型，通过不断迭代求解每个二维模型的热‑力‑裂变气体耦合方程直至计算收敛，最终得到整个三维燃料元件的温度场、应力‑应变场；该方法相比于现有技术，具有几何适应性强、计算速度快的特点，为燃料元件设计计算、反应堆安全分析计算提供了有利条件。
一种针对压水堆燃料元件进行三维性能分析方法

[发明专利]一种针对压水堆堆芯的三维中子通量数值模拟方法-CN201910966927.3有效
发明人： 刘宙宇;周欣宇;吴宏春;曹良志 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-10-12 - 公布日： 2021-03-16 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种针对压水堆堆芯的三维中子通量数值模拟方法。该方法首先将所要模拟的三维压水堆堆芯沿轴向划分若干层，针对每一层基于特征线方法建立二维的中子输运模型；然后将所要模拟的三维压水堆堆芯基于径向的栅元几何划分为若干长条，针对每一长条基于离散纵标方法建立一维的中子输运模型；通过JFNK方法迭代二维中子输运模型和一维中子输运模型构成的残差模型至收敛，获得三维压水堆堆芯的中子通量分布。本发明相比现有技术，将二维中子输运模型和一维中子输运模型转化为残差模型同时求解，具有二阶收敛速度，迭代求解稳定性好，可用于数值反应堆的输运模块计算，提高数值反应堆输运计算效率，增加计算稳定性，节约数值计算产生的核时成本。
一种针对堆堆三维中子通量数值模拟方法

[发明专利]一种针对一维圆柱几何碰撞概率的快速在线计算方法-CN201910884705.7有效
发明人：祖铁军;李继奎;曹良志;吴宏春;贺清明;刘宙宇 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-09-19 - 公布日： 2021-03-02 - 主分类号： G06F17/18 文献下载
摘要：一种针对一维圆柱几何碰撞概率的快速在线计算方法，将共振圆环的最小宏观总截面到最大宏观总截面值范围，依据等比数列划分为n个区间，将第一个宏观总截面区间内进行离散，使用平行线切割方法计算碰撞概率，建立碰撞概率表；对每个超细群计算碰撞概率时，若所有共振圆环的宏观总截面在第一个宏观总截面区间内，则采用线性插值，如果不在使用平行线切割方法在线计算碰撞概率；本发明相比直接采用平行线切割方法，基本不损失精度，且效率明显提高；相比所有超细群采用碰撞概率插值方式，本发明使用的碰撞概率表可以在线计算，更方便，且适用性更广，节约内存；并且对第一个宏观总截面区间进行特殊的离散，避免逐个寻找宏观总截面的插值区间。
一种针对圆柱几何碰撞概率快速在线计算方法

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