Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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1996.05a
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pp.131-136
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1996
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.
A diffusion synthetic acceleration (DSA) technique for the SN transport equation discretized with the linear discontinuous expansion method with subcell balance (LDEM-SCB) on unstructured tetrahedral meshes is presented. The LDEM-SCB scheme solves the transport equation with the discrete ordinates method by using the subcell balances and linear discontinuous expansion of the flux. Discretized DSA equations are derived by consistently discretizing the continuous diffusion equation with the LDEM-SCB method, however, the discretized diffusion equations are not fully consistent with the discretized transport equations. In addition, a fine mesh rebalance (FMR) method is devised to accelerate the discretized diffusion equation coupled with the preconditioned conjugate gradient (CG) method. The DSA method is applied to various test problems to show its effectiveness in speeding up the iterative convergence of the transport equation. The results show that the DSA method gives small spectral radii for the tetrahedral meshes having various minimum aspect ratios even in highly scattering dominant mediums for the homogeneous test problems. The numerical tests for the homogeneous and heterogeneous problems show that DSA with FMR (with preconditioned CG) gives significantly higher speedups and robustness than the one with the Gauss-Seidel-like iteration.
Journal of the Korean Operations Research and Management Science Society
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v.38
no.1
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pp.201-216
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2013
Diffusion is a basic mathematical tool for modern financial engineering. The theory of the estimation methods for diffusion models is an important topic of the financial engineering. Many researches have been tried to apply the likelihood estimation method for estimating diffusion models. However, the likelihood estimation method for diffusion is complicated and needs much amount of computing. In this paper we develop the estimation methods which are simple enough to be compared to the Euler approximation method, and efficient enough statistically to be compared to the likelihood estimation method. We devise pseudo-likelihood and propose the maximum pseudo-likelihood estimation methods. The pseudo-likelihoods are obtained by approximating the transition density with normal distributions. The means and the variances of the distributions are obtained from the delta expansion suggested by Lee, Song and Lee (2012). We compare the newly suggested estimators with other existing estimators by simulation study. From the simulation study we find the maximum pseudo-likelihood estimator has very similar properties with the maximum likelihood estimator. Also the maximum pseudo-likelihood estimator is easy to apply to general diffusion models, and can be obtained by simple numerical steps.
Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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1995.10a
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pp.29-34
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1995
The good features of the analytic function expansion nodal (AFEN) method are utilized to develop a practical scheme jot the multigroup diffusion problems, in combination with the polynomial expansion nodal (PEN) method. The thermal group fluxes exhibiting strong gradients are solved by the AFEN method[1-6], while the fast group fluxes that are smoother than the thermal group fuzes are solved by the PEN method[7-9]. The scheme is applied to a MOX-fuel loaded core with good results.
Electromagnetic (EM) methods are generally divided into frequency-domain EM (FDEM) and time-domain EM (TDEM) methods, depending on the source waveform. The FDEM and TDEM fields are mathematically related by the Fourier transformation, and the TDEM field can thus be obtained as the Fourier transformation of FDEM data. For modeling in time-domain, we can use fast frequency-domain modeling codes and then convert the results to the time domain with a suitable numerical method. Thus, frequency-to-time transformations are of interest to EM methods, which is generally attained through fast Fourier transform. However, faster frequency-to-time transformation is required for the 3D inversion of TDEM data or for the processing of vast air-borne TDEM data. The diffusion expansion method (DEM) is one of smart frequency-to-time transformation methods. In DEM, the EM field is expanded into a sequence of diffusion functions with a known frequency dependence, but with unknown diffusion-times that must be chosen based on the data to be transformed. Especially, accuracy of DEM is sensitive to the diffusion-time. In this study, we developed a method to determine the optimum range of diffusion-time values, minimizing the RMS error of the frequency-domain data approximated by the diffusion expansion. We confirmed that this method produces accurate results over a wider time range for a homogeneous half-space and two-layered model.
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.
In this paper, we have proposed a numerical method for Singularly Perturbed Boundary Value Problems (SPBVPs) of reaction-diffusion type of third order Ordinary Differential Equations (ODEs). The SPBVP is reduced into a weakly coupled system of one first order and one second order ODEs, one without the parameter and the other with the parameter ${\varepsilon}$ multiplying the highest derivative subject to suitable initial and boundary conditions, respectively. The numerical method combines boundary value technique, asymptotic expansion approximation, shooting method and finite difference scheme. The weakly coupled system is decoupled by replacing one of the unknowns by its zero-order asymptotic expansion. Finally the present numerical method is applied to the decoupled system. In order to get a numerical solution for the derivative of the solution, the domain is divided into three regions namely two inner regions and one outer region. The Shooting method is applied to two inner regions whereas for the outer region, standard finite difference (FD) scheme is applied. Necessary error estimates are derived for the method. Computational efficiency and accuracy are verified through numerical examples. The method is easy to implement and suitable for parallel computing. The main advantage of this method is that due to decoupling the system, the computation time is very much reduced.
Analytical solutions of the reactant concentration inside porous spherical catalytic particles were obtained from unsteady reaction-diffusion equation by applying eigenfunction expansion method. Various surface concentrations as exponentially decaying or oscillating function were considered as boundary conditions to solve the unsteady partial differential equation as a function of radial distance and time. Dirac delta function was also used for the instantaneous injection of the reactant as the surface boundary condition to calculate average reactant concentration inside the particles as a function of time by Laplace transform. Besides spherical morphology, other geometries of particles, such as cylinder or slab, were considered to obtain the solution of the reaction-diffusion equation, and the results were compared with the solution in spherical coordinate. The concentration inside the particles based on calculation was compared with the bulk concentration of the reactant molecules measured by photocatalytic decomposition as a function of time.
Diffusion coupling experiment was done to study expansion of body and soild reaction in BaCO3-TiO2 system. Specimen of BaCO3 and TiO2 was formed with Pt-mark's method. Each specimen was fired at interval of 25℃ from 900℃ to 1000℃ for 2hrs. After that, specimen was fixed with resin and polished. Product layers of specimen were observed with SEM and EDS. The result were following; 1. Diffusion component is Ba2+, which diffuse toward TiO2. 2. Large crack between layer of BaCO3 and Ba2TiO4 was generated because of difference of thermal expansion coefficient. 3. Ba2TiO4 is formed to TiO2 body by the reaction of BaTiO3 and BaO and its structure is very porous. 4. BaTiO3 changes immediately to Ba2TiO4 by the reaction of BaO. But BaTiO3 which formed by the reaction of TiO2 and Ba2TiO4 exsists as layer because the diffusion distance of Ba2+ is far.
The aim of this work is to prepare a neutron noise calculator based on the second order of average current nodal expansion method (ACNEM). Generally, nodal methods have the ability to fulfill the neutronic analysis with adequate precision using coarse meshes as large as a fuel assembly size. But, for the zeroth order of ACNEM, the accuracy of neutronic simulations may not be sufficient when coarse meshes are employed in the reactor core modeling. In this work, the capability of second order ACNEM is extended for solving the neutron diffusion equation in the frequency domain using coarse meshes. For this purpose, two problems are modeled and checked including a slab reactor and 2D BIBLIS PWR. For validating of results, a semi-analytical solution is utilized for 1D test case, and for 2D problem, the results of both forward and adjoint neutron noise calculations are exploited. Numerical results indicate that by increasing the order of method, the errors of frequency dependent coarse mesh solutions are considerably decreased in comparison to the reference. Accordingly, the accuracy of second order ACNEM can be acceptable for the neutron noise calculations by using coarse meshes in the nuclear reactor core.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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