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United States Department of Energy最新研究:基于非结构化网格的中子学优化工作流程

论论资讯 | 2023-04-20 4热度

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

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An unstructured mesh based neutronics optimization workflow

Zavorka L.; Ghoos K.; Risner J.; Remec I.

Published:2023-07-01
DOI:10.1016/j.nima.2023.168252

研究背景

在当今社会,我们面临着许多能源和环境问题。核能作为一种清洁、高效的能源形式,备受人们关注。为了更好地利用核能,科学家们一直在研究如何优化核反应堆的性能。然而,传统的优化方法存在一些问题,如计算效率低、结果不准确等。因此,寻求一种新的优化方法是当前研究领域的一个重要问题。

研究内容

在这篇论文中,研究人员提出了一种基于非结构化网格的中子学优化工作流程。他们使用参数化的实体CAD工程模型,并将其转换为非结构化网格模型,以进行中子学计算。然后,使用Dakota优化工具包对计算结果进行分析,并提出新的几何参数,以进行下一次设计迭代。这个循环一直持续到找到最优参数为止。相比于传统的基于简化的构造实体几何模型的优化方法,使用高保真度的非结构化网格模型和现代优化器是这个优化工作流程的关键要素。为了证明这种新的工作流程的有效性,研究人员以调制物-反射体组件(MRA)的中子学优化为例。此外,这个工作流程还可以优化其他STS组件,如散裂靶、中子束线、辐射屏蔽和各种加速器组件。重要的是,这种新的工作流程为多物理多参数优化打开了大门,并有潜力应用于其他核物理和加速器应用。

研究意义

这个基于非结构化网格的中子学优化工作流程具有以下创新点和研究意义。首先,它提高了计算效率和结果准确性,使得优化过程更加精确和快速。其次,它可以优化多个组件,从而提高整个反应堆的性能。最后,它为多物理多参数优化提供了新的方法,有助于更好地理解反应堆的行为和性能。这些创新点和研究意义为更好地利用核能提供了新的思路和方法。

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