Criticality calculations using the one-dimensional multigroup neutron transport equation in the formulation of discrete ordinates from the local analytical solution
| Autor: | Almira Ramírez, Santiago, santiago.almira@gmail.com |
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| Přispěvatelé: | Alves Filho, Hermes, García Hernández, Carlos Rafael, Silva, Fernando Carvalho da, Dominguez, Dany Sanchez, Gonçalves, Alessandro da Cruz, Assis, Joaquim Teixeira de |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2021 |
| Předmět: |
Cálculos de criticalidade
Spectral-nodal methods Programação paralela Criticality calculations Criticalidade (Energia nuclear) Parallel programming CIENCIAS EXATAS E DA TERRA Métodos espectro-nodais Teoria cinética do transporte - Método das ordenadas discretas Equação de transporte de nêutrons Análise espectral - Métodos de simulação Teoria do transporte de nêutrons - Modelos matemáticos Neutron transport equation |
| Zdroj: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) instacron:UERJ |
| Popis: | Submitted by Cleide CTC/E (cleide.lenia.sancho@uerj.br) on 2021-11-11T13:30:29Z No. of bitstreams: 1 Tese - Santiago Almira Ramírez - 2021 - Completa.pdf: 1981322 bytes, checksum: 24186ec232b091b9b000fcbc4068a3e4 (MD5) Made available in DSpace on 2021-11-11T13:30:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese - Santiago Almira Ramírez - 2021 - Completa.pdf: 1981322 bytes, checksum: 24186ec232b091b9b000fcbc4068a3e4 (MD5) Previous issue date: 2021-07-29 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The computational modeling for criticality calculations in nuclear reactors is currently justified, as it is directly related to the operation of power reactors, a viable energy option for mitigating problems related to the issue of global warming. In this thesis, we propose and develop two deterministic methodologies using the local analytical solution to calculate the effective multiplication factor (kef f ) and the power distribution in a nuclear reactor, considering stationary, one-dimensional cartesian geometry problems, using the linearized equation of Boltzmann for the transport of neutrons, in the formulation of multigroup discrete ordinates (SN ). The proposed methodologies, called ASNM, c.f., Analytical Spectral-Nodal Method and ASNM-SI, c.f., Analytical Spectral-Nodal Method - Source Iteration, belong to the class of spectral-nodal methods (coarse mesh) and were implemented to solve calculation problems of criticality. Numerical results for four model problems are presented, considering different types of boundary conditions (vacuum and reflective) and different numbers of energy groups. The numerical results obtained when several spatial grids and different quadrature orders were used were the same or similar in both methodologies. The numerical results were compared with two reference methods, the traditional fine-mesh method DD, c.f., Diamond Difference (in all model problems) and the spectral-nodal method (coarse mesh) SD-SGF, c.f., spectral Diamond- spectral Green’s function, used in the first three model problems presented in the thesis. The numerical algorithms were implemented in the C++ language, using the LAPACK, SCA LAPACK, AlgLib numerical calculus libraries. Parallels of the proposed methodologies were also implemented using the MPI standard, c.f., Message Passing Interface for its use in clusters. A modelagem computacional referente aos cálculos de criticalidade em reatores nucleares se justifica atualmente, pois está diretamente relacionada com o funcionamento dos reatores de potência, opção energética viável para a atenuação de problemas referentes á questão do aquecimento global. Nesta tese, propomos e desenvolvemos duas metodologias determinísticas utilizando a solução analítica local para o cálculo do fator de multiplicação efetivo (kef f ) e da distribuição de potência num reator nuclear, considerando problemas em geometria unidimensional cartesiana, estacionários, usando a equação linearizada de Boltzmann para o transporte de nêutrons, na formulação de ordenadas discretas (SN ) multigrupo. As metodologias propostas, denominadas ASNM, c.f., Analytical Espectral-Nodal Method e ASNM-SI, c.f., Analytical Espectral-Nodal Method - Source Iteration, pertencem a classe dos métodos espectro-nodais (malha grossa) e foram implementadas para resolver problemas de cálculo de criticalidade. São apresentados os resultados numéricos para quatro problemas-modelo, considerando diferentes tipos de condições de contorno(vácuo e reflexivas) e diferentes números de grupos de energia. Os resultados numéricos obtidos quando utilizadas várias grades espaciais e diferentes ordens de quadratura foram iguais ou similares nas duas metodologias. Os resultados numéricos foram comparados com dois métodos de referência, o tradicional método de malha fina DD, c.f., Diamond Difference (em todos os problemas-modelo) e o método espectro-nodal (malha grossa) SD-SGF, c.f., spectral Diamond-spectral Green´s function, usado nos três primeiros problemas-modelo apresentados na tese. Os algoritmos numéricos foram implementados na linguagem C++, utilizando as bibliotecas de cálculo numérico LAPACK, SCALAPACK, AlgLib. Também foram implementadas paralelizações das metodologias propostas utilizando o padrão MPI, c.f., Message Passing Interface para seu uso em clusters. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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