基于自動網格劃分與權窗平滑的自適應減方差方法

鄭華慶　李 斌　宋 婧　郝麗娟　龍鵬程　胡麗琴　吳宜燦

（中國科學院核能安全技術研究所 中子輸運理論與輻射安全重點實驗室　合肥 230031）

基于自動網格劃分與權窗平滑的自適應減方差方法

鄭華慶李 斌宋 婧郝麗娟龍鵬程胡麗琴吳宜燦

（中國科學院核能安全技術研究所 中子輸運理論與輻射安全重點實驗室合肥 230031）

如何更高效發揮減方差的作用是蒙特卡羅方法在先進核能系統屏蔽分析應用中的研究熱點之一。本文發展了一種基于自動網格劃分與權窗平滑的自適應減方差方法，在蒙特卡羅和確定論耦合的一致性伴隨驅動的重要性抽樣方法（Consistent Adjoint Driven Importance Sampling, CADIS）基礎上，利用計算機輔助設計（Computer Aided Design, CAD）自動轉換和自由程自動劃分SN網格，通過確定論方法伴隨預計算，實現基于伴隨通量的區域權窗參數自動配置，并對伴隨通量變化劇烈區域進行權窗平滑處理，保證了粒子在不同區域的有效偏倚，進一步提高計算的效率，從而解決大空間蒙特卡羅計算難以收斂的問題。該方法已初步應用于中國鉛基反應堆（China Lead-based Reactor, CLEAR）堆頂蓋的屏蔽計算分析，該案例具有結構復雜、屏蔽材料厚重的特點，測試結果表明本方法將計算效率提高近10倍。

蒙特卡羅，耦合，減方差，輻射屏蔽

屏蔽分析是核裝置物理設計與分析的關鍵環節。蒙特卡羅方法具備處理復雜幾何和模擬精細的物理過程的能力，因而在屏蔽分析方面得到廣泛應用。減方差方法能夠加快蒙特卡羅方法的收斂速度，可以有效解決應用蒙特卡羅方法進行屏蔽計算時收斂慢的問題。……