In the present paper, development of the three-dimensional (3D) computational code based on Galerkin finite element method (GFEM) for solving the multigroup forward/adjoint diffusion equation in both rectangular and hexagonal geometries is reported. Linear approximation of shape functions in the GFEM with unstructured tetrahedron elements is used in the calculation. Both criticality and fixed source calculations may be performed using the developed GFEM-3D computational code. An acceptable level of accuracy at a low computational cost is the main advantage of applying the unstructured tetrahedron elements. The unstructured tetrahedron elements generated with Gambit software are used in the GFEM-3D computational code through a developed interface. The forward/adjoint multiplication factor, forward/adjoint flux distribution, and power distribution in the reactor core are calculated using the power iteration method. Criticality calculations are benchmarked against the valid solution of the neutron diffusion equation for International Atomic Energy Agency (IAEA)-3D and Water-Water Energetic Reactor (VVER)-1000 reactor cores. In addition, validation of the calculations against the $P_1$ approximation of the transport theory is investigated in relation to the liquid metal fast breeder reactor benchmark problem. The neutron fixed source calculations are benchmarked through a comparison with the results obtained from similar computational codes. Finally, an analysis of the sensitivity of calculations to the number of elements is performed.
중성자 확산방정식에 대해 개발된 노달 확산이론을 단순 우성 중성자 수송방정식에 적용할 수 있는 노달 수송이론을 제시한다. 노달이론으로 다항식전개 노달법과 해석함수전개 노달법을 채택하였고 단순 우성 수송방정식은 수송방정식에 대한 합리적 근사이며 기존의 노달해법이 방향 차분된 단순 우성 수송방정식에 정확히 적용될 수 있음을 수치적으로 확인하였다. 본 연구에서는 방법론 개발이 목적이므로 노드 당 최소한의 미지수를 정의하여 사용했지만 미지수를 추가함으로써 정확도를 증가시킬 수 있음은 기존의 노달 확산이론의 경우와 같다. 즉 중성자 수송방정식에 대해 노달이론을 적용하여 소격격자에 대해 계산 정확성이 확보되고 이는 결국 계산 효율성 증대로 나타난다.
Nodal transport methods are studied for the solution of two dimensional discrete-ordinates, simplified even-parity transport equation(SEP) which is known to be an approximation to the true transport equation. The polynomial expansion nodal method(PEN) and the analytic function expansion nodal method(AFEN)which have been developed for the diffusion theory are used for the solution of the discrete-ordinates form of SEP equation. Our study shows that while the PEN method in diffusion theory can directly be converted without complication, the AFEN method requires a theoretical modification due to the nonhomogeneous property of the transport equation. The numerical results show that the proposed two methods work well with the SEP transport equation with higher accuracies compared with the conventional finite difference method.
An analytic nodal expansion method has been derived for the multigroup neutron diffusion equation in 2-D cylindrical(R-Z) coordinate. In this method we used the second order Legendre polynomials for source, and transverse leakage, and then the diffusion eqaution was solved analytically. This formalism has been applied to 2-D LWR model. $textsc{k}$$_{eff}$, power distribution, and computing time have been compared with those of ADEP code(finite difference method). The benchmark showed that the analytic nodal expansion method in R-Z coordinate has good accuracy and quite faster than the finite difference method. This is another merit of using R-Z coordinate in that the transverse integration over surfaces is better than the linear integration over length. This makes the discontinuity factor useless.s.
Gilberto Espinosa-Paredes;Ricardo I. Cazares-Ramirez;Vishwesh A. Vyawahare;Erick-G. Espinosa-Martinez
Nuclear Engineering and Technology
/
제56권4호
/
pp.1296-1309
/
2024
The aim of this work is to explore the effect of the double subdiffusion on the stability in BWRs. A BWR novel reduced order model with double subdiffusion effects: reduced order fractional model (DS-F-ROM) to describe the neutron and heat transfer processes was proposed for this study. The double subdiffusion was developed with a fractional-order two-equation model, and with different fractional-orders and relaxation times. The stability analysis was carried out using the root-locus method and change from the s to the W domain and were confirmed using the time-domain evolution of neutron flux for a unit step change in reactivity. The results obtained using the reduced fractional-order model are presented for different anomalous diffusion coefficient values. Results are compared with normal diffusion and P1 equations, which are obtained straightforwardly with DS-ROM when relaxation time tends to zero, and when the anomalous diffusion coefficient tends to one, respectively.
A neutron detector, in general, can not be utilized as the thermal neutron detecting chamber in the nuclear power reactor, especially P.W.R. due to the characteristics of high temperature, high pressure and high neutron flux in a reactor vessel. We have performed an experiment to detect the thermal neutrons at 400.deg. C and high flux of thermal neutron in a power reactor. Coating boron-10 on the aluminium plates by means of surface diffusion method at 600.deg. C for 5 hours in an electric furace, also we made a typical chamber which was compensated ionization chamber filled with free air as an ionization gas. It was checked the chamber characteristics in the TRIGA MARK-II Reactor at the power level from zero to 250KW. The chamber current showed a perfect linear increase to power increase. However, many variation of the measured current were observed within the power of 50KW.
In this paper, a new multi-group neutron-gamma transport calculation code system STRAUM-MATXST for complicated geometrical problems is introduced and its development status including numerical tests is presented. In this code system, the MATXST (MATXS-based Cross Section Processor for SN Transport) code generates multi-group neutron and gamma cross sections by processing MATXS format libraries generated using NJOY and the STRAUM (SN Transport for Radiation Analysis with Unstructured Meshes) code performs multi-group neutron-gamma coupled transport calculation using tetrahedral meshes. In particular, this work presents the recent implementation and its test results of the Krylov subspace methods (i.e., Bi-CGSTAB and GMRES(m)) with preconditioners using DSA (Diffusion Synthetic Acceleration) and TSA (Transport Synthetic Acceleration). In addition, the Krylov subspace methods for accelerating the energy-group coupling iteration through thermal up-scatterings are implemented with new multi-group block DSA and TSA preconditioners in STRAUM.
Sanchez, Richard;Tomatis, Daniele;Zmijarevic, Igor;Joo, Han Gyu
Nuclear Engineering and Technology
/
제49권6호
/
pp.1259-1268
/
2017
The alpha eigenvalue problem in multigroup neutron diffusion is studied with particular attention to the theoretical analysis of the model. Contrary to previous literature results, the existence of eigenvalue and eigenflux clustering is investigated here without the simplification of a unique fissile isotope or a single emission spectrum. A discussion about the negative decay constants of the neutron precursors concentrations as potential eigenvalues is provided. An in-hour equation is derived by a perturbation approach recurring to the steady state adjoint and direct eigenvalue problems of the effective multiplication factor and is used to suggest proper detection criteria of flux clustering. In spite of the prior work, the in-hour equation results give a necessary and sufficient condition for the existence of the eigenvalue-eigenvector pair. A simplified asymptotic analysis is used to predict bands of accumulation of eigenvalues close to the negative decay constants of the precursors concentrations. The resolution of the problem in one-dimensional heterogeneous problems shows numerical evidence of the predicted clustering occurrences and also confirms previous theoretical analysis and numerical results.
A consistent general order nodal method for solving the three-dimensional neutron diffusion equation in (x-y-z) geometry has been derived by using a weighted integral technique and expanding the spatial variable by the Legendre orthogonal series function. The equation set derived can be converted into any order nodal schemes. It forms a compact system for general order of nodal moments. The method utilizes fewer unknown variables in the schemes for iterative-convergence solution than other nodal methods listed in the literatures, and because the method utilizes the analytic solutions of the transverse-integrated one dimensional equations and a consistent approximation for a given spatial variable through all the solution procedures, which renders the use of an approximation for the transverse leakages no longer necessary, we can expect extremely accurate solutions and the solution would converge exactly when the mesh width is decreased or the approximation order is increased.
A consistent general order nodal method for solving the 3-D neutron diffusion equation in (x-y-z) geometry has ben derived by using a weighted integral technique and expanding the spatial variables by the Legendre orthogonal series function. The equation set derived can be converted into any order nodal schemes. It forms a compact system for general order of nodal moments. The method utilizes the analytic solutions of the transverse-integrated quasi -one dimensional equations and a consistent expansion for the spatial variables so that it renders the use of an approximation for the transverse leakages no necessary. Thus, we can expect extremely accurate solutions and the solution would converge exactly when the mesh width is decreased or the approximation order is increased since the equation set is consistent mathematically.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.