堆芯高保真中子輸運計算的多級加速理論

郝琛，畢業於清華大學，目前就職於哈爾濱工程大學，教授，博士生導師。從事核反應堆高保真中子物理計算、加速理論、不確定性分析及自主程序研發工作，部分成果受到國內外同行的高度認可，其中獨立開發的通用計算不確定性分析軟件CUSA是國際原子能機構HTGR UAM CRP的專用分析軟件。入選國際原子能機構首席科學研究員、中國科協青年人才托舉工程、黑龍江省龍江戰略科學家頭雁支持計劃、中核集團“菁英人才”等，任中國核工業教育學會青工委秘書長、中國核能行業協會科學技術獎評委會候補委員及《原子能科學技術》等3部期刊青年編委等。主持國家重點研發計劃、國家自然科學基金、國際原子能機構聯合研究項目等20余項，出版國家科學技術學術著作出版基金資助專著1部，發表一作或通訊SCI、EI論文48篇，授權及公開發明專利11項，軟著14項，獲中國核能行業協會科技進步獎二等獎1項（排名第1）。

目錄

第1章高保真中子輸運計算加速算法的需求

1.1中子輸運計算發展概述

1.2高保真中子輸運計算的必要性和現實性

1.2.1高保真中子輸運計算的必要性

1.2.2高保真中子輸運計算的現實性

1.3高保真中子輸運計算面臨的挑戰

1.4加速算法的必要性及研究進展

1.4.1高保真中子輸運計算的疊代加速方法

1.4.2瞬態中子輸運計算的求解及時間步加速方法

1.4.3高保真中子輸運計算的並行加速方法

1.4.4精細化中子輸運計算加速方法的評價

參考文獻

第2章多級加速理論及其關鍵科學問題

2.1多級加速理論

2.1.1中子輸運方程數值求解的變量離散方法

2.1.2高保真中子輸運計算方案

2.1.3多級加速理論

2.2多級加速框架

2.2.1時間步加速思路

2.2.2疊代加速思路

2.2.3多級加速框架的建立

2.3時間步加速過程中精度和計算速度綜合提高的策略

2.4疊代加速過程中不同分辨率系統的一致性問題

參考文獻

第3章基於廣義等價理論的粗網有限差分方法

3.1基於廣義等價理論的CMFD的推導

3.1.1傳統CMFD的缺陷

3.1.2基於廣義等價理論的CMFD

3.2gCMFD收斂性分析

3.2.1收斂性的驗證

3.2.2gCMFD框架下系數的確定

3.2.3CMFD收斂性分析方法

3.2.4收斂性再論證

3.3gCMFD收斂性的傅裏葉分析

3.3.1模型的建立及求解

3.3.2gCMFD的線性化

3.3.3傅裏葉分析

3.3.4數值驗證

3.4gCMFD的進一步優化

參考文獻

第4章大型粗網有限差分系統的高效求解方法

4.1Krylov子空間方法

4.1.1Krylov子空間

4.1.2Arnoldi算法

4.1.3全正交化法

4.2廣義極小殘差算法

4.2.1GMRES算法

4.2.2GMRES的預處理技術

4.2.3常見的預處理子

4.3RSOR預處理技術

4.3.1並行計算時的預處理技術

4.3.2RSOR預處理子

4.4並行RSILU預處理技術及優化

4.4.1RSILU預處理

4.4.2RSILU預處理的優化

4.4.3GMRES並行計算的改進

參考文獻

第5章粗網有限差分系統的多級加速方法

5.1CMFD空間多級加速

5.1.1平源區CMFD方法與空間多級加速

5.1.21/4柵元CMFD方法與空間多級加速

5.1.3組件尺度CMFD加速方法

5.2CMFD能量多級加速

5.2.1單群CMFD線性系統建立

5.2.2NDF和MDF的計算

5.2.3自適應Wielandt Shift技術

5.2.4數值計算實現考慮

5.3CMFD空間能量混合多級加速

5.3.1多級加速系統的建立

5.3.2NDF和MDF的計算

5.3.3數值計算過程

5.4角通量非線性有限差分加速方法

5.4.1角通量非線性有限差分加速方法理論基礎

5.4.2不連續因子的計算

5.4.3邊界條件的處理

5.4.4角通量非線性有限差分系統的建立

5.4.5數值計算流程

5.4.6角通量非線性有限差分加速效果

參考文獻

第6章瞬態問題的多級預估校正準靜態加速方法

6.1準靜態中子瞬態輸運計算方法

6.2預估校正準靜態方法

6.3多級預估校正準靜態加速方法

6.4多級PCQSM算法實現與分析

6.4.1算法流程

6.4.2算法實施效果與分析

參考文獻

第7章瞬態中子輸運計算的集成加速方法

7.1集成加速方法基本原理

7.2集成加速方法的算法流程

7.3集成加速方法的效果驗證

參考文獻