[发明专利]中子输运加速方法、电子设备和计算机可读存储介质

说明书

本发明提出了一种中子输运加速方法、电子设备和计算机可读存储介质，该方法包括：基于中子输运方程的初始参数集合，建立与所述初始中子输运方程等价的多群gCMFD方程；在空间维度通过所述多群gCMFD方程对所述中子输运方程进行迭代加速处理，直至迭代至满足第一收敛条件，建立等价单群gCMFD方式方程；以及在能量维度通过所述单群gCMFD方程对所述多群gCMFD方程进行迭代加速处理，直至迭代至满足第二收敛条件。本发明的技术方案，严格保证了多群gCMFD方程与中子输运方程、单群gCMFD方程与多群gCMFD方程之间的等价性与加速计算的稳定性，可以更快的加速中子输运计算，提高整体计算效率。

【技术领域】

本发明涉及中子输运技术领域，尤其涉及一种中子输运加速方法、电子设备和计算机可读存储介质。

【背景技术】

伴随着高性能计算集群的快速发展，采用精细化模型和高保真数值方法直接求解中子输运方程已成为现实可行的计算方案。然而，全堆芯精细化中子输运计算势必面临计算规模巨大，特别是计算时间消耗过程的挑战。如再考虑实际工程设计，又面临多层、反复迭代，使得计算时间成几何级增长。以典型压水堆的全堆芯中子输运计算为例，其三维堆芯模型包含约158个燃料组件和100个反射层组件，每个组件划分为约100个轴向层，组件每层包含289个栅元单元，每个栅元包含约50个径向精细网格，能量划分为约50个能群。针对该典型模型的稳态计算，未知量即高达10¹³～10¹⁴，因此需要高效的加速方法对反应堆精细化中子输运计算进行加速。

目前，针对反应堆精细化中子输运计算进行加速时，往往采用粗网有限差分方法(Coarse Mesh Finite Difference，CMFD)。CMFD技术利用粗网格加速细网格，在中子输运计算迭代收敛之前，由中子输运计算归并出粗网格的等效均匀化参数，再利用均匀化参数定义等价的有限差分方程，通过求解该有限差分方程得到粗网格的交界面中子流和平均中子通量，从而修正中子输运计算的细网格参数，为中子输运方程提供良好初值，减少其迭代次数，进而加速中子输运计算的迭代收敛。

然而，传统CMFD存在数值不稳定性的天然缺陷，即中子流耦合系数可能变得很大且为负数，这种数值不稳定影响整个运算系统的稳定性，且传统CMFD仅在空间上进行加速，其加速算法本身收敛速度慢且计算量巨大。

对此，相关技术中提供了pCMFD加速方式，pCMFD可以用于非重叠局部/全局迭代方案中，在利用pCMFD加速高阶计算的同时，将其作为耦合局部计算的全局框架。然而，pCMFD加速方式虽更具有稳定性，在中等较小的粗网格问题上的计算效率却不如传统CMFD。

为减少加速算法本身的计算耗时，提升其计算效率，相关技术中提供了双重CMFD加速方式，双重CMFD在用粗网格加速细网格的同时，不仅作空间均匀化，同时还对能群进行压缩，构造出一个少群的等价均匀问题。利用少群CMFD的计算结果为多群CMFD计算提供良好的初值，从而提升了计算效率。相比于多群CMFD，少群CMFD问题的计算相对省时，因此双重CMFD加速方式的运用使得整体的加速计算时间缩短。

然而，双重CMFD加速方式仅能够提高的传统CMFD的计算速度，却无法改善其数值不稳定性的缺陷。

因此，如何提供一种能够兼顾计算高效性和数值稳定性的中子输运计算加速方式，成为目前亟待解决的技术问题。

【发明内容】

本发明实施例提供了一种中子输运加速方法、电子设备和计算机可读存储介质，旨在解决相关技术中的中子输运计算加速方式无法兼顾计算高效性和数值稳定性的技术问题。