堆芯高保真中子输运计算的多级加速理论

《堆芯高保真中子输运计算的多级加速理论》从高保真中子输运计算加速算法的需求出发，系统地分析、梳理和总结了核反应堆物理高保真数值计算加速算法的研究概貌，并阐述了加速算法基本原理，进而基于新提出的多级加速理论，全面阐述了核反应堆物理计算不同环节中开展加速计算的新方法、数值实现策略、基准例题分析以及实际工程应用案例。本书公式细节详实，案例分析准确，读者基于本书的理论分析和数值方案，结合实际分析堆芯，能够快速、准确地开展高保真中子输运的加速算法研究及应用，具有很高的学术和应用价值。《堆芯高保真中子输运计算的多级加速理论》主要面向核反应堆研究领域的工程技术、科学研究及教学。同时，对于从事数值计算并对线性求解、加速算法感兴趣的读者也具有一定的参考价值。

郝琛，毕业于清华大学，目前就职于哈尔滨工程大学，教授，博士生导师。从事核反应堆高保真中子物理计算、加速理论、不确定性分析及自主程序研发工作，部分成果受到国内外同行的高度认可，其中独立开发的通用计算不确定性分析软件CUSA是国际原子能机构HTGR UAM CRP的专用分析软件。入选国际原子能机构首席科学研究员、中国科协青年人才托举工程、黑龙江省龙江战略科学家头雁支持计划、中核集团“菁英人才”等，任中国核工业教育学会青工委秘书长、中国核能行业协会科学技术奖评委会候补委员及《原子能科学技术》等3部期刊青年编委等。主持国家重点研发计划、国家自然科学基金、国际原子能机构联合研究项目等20余项，出版国家科学技术学术著作出版基金资助专著1部，发表一作或通讯SCI、EI论文48篇，授权及公开发明专利11项，软著14项，获中国核能行业协会科技进步奖二等奖1项（排名第1）。

目录


第1章高保真中子输运计算加速算法的需求
1.1中子输运计算发展概述
1.2高保真中子输运计算的必要性和现实性
1.2.1高保真中子输运计算的必要性
1.2.2高保真中子输运计算的现实性
1.3高保真中子输运计算面临的挑战
1.4加速算法的必要性及研究进展
1.4.1高保真中子输运计算的迭代加速方法
1.4.2瞬态中子输运计算的求解及时间步加速方法
1.4.3高保真中子输运计算的并行加速方法
1.4.4精细化中子输运计算加速方法的评价
参考文献
第2章多级加速理论及其关键科学问题
2.1多级加速理论
2.1.1中子输运方程数值求解的变量离散方法
2.1.2高保真中子输运计算方案
2.1.3多级加速理论
2.2多级加速框架
2.2.1时间步加速思路
2.2.2迭代加速思路
2.2.3多级加速框架的建立
2.3时间步加速过程中精度和计算速度综合提高的策略
2.4迭代加速过程中不同分辨率系统的一致性问题
参考文献
第3章基于广义等价理论的粗网有限差分方法
3.1基于广义等价理论的CMFD的推导
3.1.1传统CMFD的缺陷
3.1.2基于广义等价理论的CMFD
3.2gCMFD收敛性分析
3.2.1收敛性的验证
3.2.2gCMFD框架下系数的确定
3.2.3CMFD收敛性分析方法
3.2.4收敛性再论证
3.3gCMFD收敛性的傅里叶分析
3.3.1模型的建立及求解
3.3.2gCMFD的线性化
3.3.3傅里叶分析
3.3.4数值验证
3.4gCMFD的进一步优化
参考文献
第4章大型粗网有限差分系统的高效求解方法
4.1Krylov子空间方法
4.1.1Krylov子空间
4.1.2Arnoldi算法
4.1.3全正交化法
4.2广义极小残差算法
4.2.1GMRES算法
4.2.2GMRES的预处理技术
4.2.3常见的预处理子
4.3RSOR预处理技术
4.3.1并行计算时的预处理技术
4.3.2RSOR预处理子
4.4并行RSILU预处理技术及优化
4.4.1RSILU预处理
4.4.2RSILU预处理的优化
4.4.3GMRES并行计算的改进
参考文献
第5章粗网有限差分系统的多级加速方法
5.1CMFD空间多级加速
5.1.1平源区CMFD方法与空间多级加速
5.1.21/4栅元CMFD方法与空间多级加速
5.1.3组件尺度CMFD加速方法
5.2CMFD能量多级加速
5.2.1单群CMFD线性系统建立
5.2.2NDF和MDF的计算
5.2.3自适应Wielandt Shift技术
5.2.4数值计算实现考虑
5.3CMFD空间能量混合多级加速
5.3.1多级加速系统的建立
5.3.2NDF和MDF的计算
5.3.3数值计算过程
5.4角通量非线性有限差分加速方法
5.4.1角通量非线性有限差分加速方法理论基础
5.4.2不连续因子的计算
5.4.3边界条件的处理
5.4.4角通量非线性有限差分系统的建立
5.4.5数值计算流程
5.4.6角通量非线性有限差分加速效果
参考文献
第6章瞬态问题的多级预估校正准静态加速方法
6.1准静态中子瞬态输运计算方法
6.2预估校正准静态方法
6.3多级预估校正准静态加速方法
6.4多级PCQSM算法实现与分析
6.4.1算法流程
6.4.2算法实施效果与分析
参考文献
第7章瞬态中子输运计算的集成加速方法
7.1集成加速方法基本原理
7.2集成加速方法的算法流程
7.3集成加速方法的效果验证
参考文献