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基于瞬态拼接裂变矩阵的耦合型中子动力学算法研发

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原子能科学技术 2024年第6期58卷 1226-1233页

作者：李玥航何东豪刘晓晶潘清泉上海交通大学上海200240

在核反应系统的瞬态计算中,通常使用的确定论方法和蒙特卡罗方法不能同时兼备计算精度与计算效率,其中点堆动力学方法无法得到空间上的分布,扩散方法计算速度快但误差较大,输运方法和蒙特卡罗方法虽然精度高但计算效率低。本文在瞬态裂... 详细信息

在核反应系统的瞬态计算中,通常使用的确定论方法和蒙特卡罗方法不能同时兼备计算精度与计算效率,其中点堆动力学方法无法得到空间上的分布,扩散方法计算速度快但误差较大,输运方法和蒙特卡罗方法虽然精度高但计算效率低。本文在瞬态裂变矩阵和拼接裂变矩阵理论的基础上,提出了瞬态拼接裂变矩阵方法,该方法可精确快速地进行瞬态分析。其中,瞬态裂变矩阵方法是一种可进行输运计算的混合方法,但需大量的计算时间用于生成瞬态裂变矩阵。拼接裂变矩阵方法是一种可高效处理裂变矩阵数据库以及快速计算全堆芯稳态的方法,但未运用于瞬态分析中。本文通过单棒模型以及组件模型的瞬态工况对瞬态拼接裂变矩阵方法进行验证。结果表明,瞬态拼接裂变矩阵方法在稳态和瞬态计算过程与参考解吻合良好,能在61 cup·h时间完成真实时间0.5 s的插棒-提棒的瞬态三维精确解,均方根误差在整个插棒-提棒的瞬态过程中均保持在0.2%以下。

关键词：裂变矩阵瞬态计算瞬态拼接裂变矩阵蒙特卡罗方法

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MORPHY程序在铅冷快堆中的应用

强激光与粒子束 2024年第6期36卷 138-149页

作者：李金洲张滕飞何东豪潘清泉刘晓晶上海交通大学核科学与工程学院上海200240

铅冷快堆在燃料增殖和核废料处理方面的优势明显,针对欧洲铅冷系统(ELSY),基于“两步法”,使用蒙特卡罗软件产生少群组件参数,经过截面修正后,传递给确定论程序MORPHY进行堆芯计算。分析截面修正处理、角度展开阶数对计算精度的影响,量... 详细信息

铅冷快堆在燃料增殖和核废料处理方面的优势明显,针对欧洲铅冷系统(ELSY),基于“两步法”,使用蒙特卡罗软件产生少群组件参数,经过截面修正后,传递给确定论程序MORPHY进行堆芯计算。分析截面修正处理、角度展开阶数对计算精度的影响,量化比较ELSY堆芯的有效增殖因数、归一化通量水平以及控制棒组的控制棒价值。对于不同算例,采用输运修正和中子倍增效应修正,堆芯计算采用S4阶展开条件下,有效增殖因数偏差最大为38×10^(−5),控制棒价值计算偏差在45×10^(−5)之内,归一化中子通量密度最大绝对偏差为9.73%,平均绝对偏差在2%以内,初步验证MORPHY程序在铅冷快堆物理分析中具备可行性。

关键词： MORPHY程序铅冷快堆 Serpent 程序应用

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基于非结构网格输运模型的核-热耦合程序的开发与验证

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核技术 2023年第3期46卷 76-86页

作者：杨鸣睿孙启政罗池旭何东豪刘晓晶张滕飞上海交通大学、核科学与工程学院上海200240

反应堆内存在着中子物理、流动传热等多种物理场的紧密耦合和相互反馈。为了能准确地模拟反应堆内的真实情况,本研究针对先进复杂反应堆开发了非结构网格核-热耦合程序MORPHY。中子物理求解采用三角形变分节块法方法结合刚性限制法求解... 详细信息

反应堆内存在着中子物理、流动传热等多种物理场的紧密耦合和相互反馈。为了能准确地模拟反应堆内的真实情况,本研究针对先进复杂反应堆开发了非结构网格核-热耦合程序MORPHY。中子物理求解采用三角形变分节块法方法结合刚性限制法求解时空中子输运方程;热工水力求解基于一维的并联通道模型和圆柱导热模型。采用TWIGL基准题验证了中子动力学的准确性,堆芯相对功率与参考结果的偏差小于0.5%。与Dodds基准题结果对比,验证了程序对于非结构网格的描述能力。基于NEACRP压水堆基准题对程序的核热耦合计算能力进行验证,并分析对比了不同耦合方法、角度离散阶数对结果的影响。结果表明:MORPHY程序计算值与TWIGL、Dodds以及NEACRP基准题参考值吻合良好,能够用于堆芯稳态和瞬态核热耦合分析模拟。

关键词：中子动力学刚性限制法核热耦合计算瞬态输运程序

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小型氦氙冷却移动式反应堆堆芯设计优化分析

强激光与粒子束 2023年第11期35卷 132-140页

作者：刘欣悦管超然邓蛟龙柴翔何东豪刘晓晶上海交通大学核科学与工程学院上海200240

小型移动式核反应堆电源能为偏远地区、事故应急等场景提供所需的电能和热能,而堆芯的轻量化和小型化是小型移动式核反应堆电源的设计重点。由此,基于前期概念设计,本研究提出了一个高可靠、长寿命的小型氦氙冷却固体核反应堆堆芯设计... 详细信息

小型移动式核反应堆电源能为偏远地区、事故应急等场景提供所需的电能和热能,而堆芯的轻量化和小型化是小型移动式核反应堆电源的设计重点。由此,基于前期概念设计,本研究提出了一个高可靠、长寿命的小型氦氙冷却固体核反应堆堆芯设计及其反应性控制方案。首先,在综合考虑反应堆寿命以及热工安全设计等限制条件的基础上,使用蒙特卡罗程序OpenMC进行了堆芯几何优化分析,得到了堆芯质量最小化的设计方案。其次,分析了含可燃毒物的布置优化方案,通过在堆芯靠近反射层附近的燃料棒中添加2%质量分数的可燃毒物Gd2O3,寿期初径向功率峰因子从2.22降低至1.43。最后,基于分层分块滑移反射层的反应性与功率控制方法,提出了反应性线性控制方案,该方案还可以保证事故情况下的反应堆安全。相关结果可为小型移动式核反应堆电源的堆芯设计及反应性控制提供参考。

关键词：氦氙冷却反应堆堆芯设计优化滑移反射层功率展平反应性控制

基于BEAVRS基准题高保真建模的OpenMC程序和NECP-X程序的对比验证

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核技术 2022年第1期45卷 71-79页

作者：沈芷睿孙启政何东豪潘清泉张滕飞彭良辉杨伟焱上海交通大学核科学与工程学院上海200240 上海核工程研究设计院有限公司上海200233

基于BEAVRS2.0.1基准题进行高保真建模,构建了含有193个燃料组件的压水堆和含有21个燃料组件的压水堆堆芯模型。应用确定论一步法程序NECP-X和概率论蒙特卡罗程序OpenMC分别对两种模型进行建模,计算热态零功率条件下堆芯的有效增殖因子... 详细信息

基于BEAVRS2.0.1基准题进行高保真建模,构建了含有193个燃料组件的压水堆和含有21个燃料组件的压水堆堆芯模型。应用确定论一步法程序NECP-X和概率论蒙特卡罗程序OpenMC分别对两种模型进行建模,计算热态零功率条件下堆芯的有效增殖因子、组件功率的分布以及各个控制棒组的控制棒价值。对比验证计算结果表明:热态零功率状态下有效增殖因子偏差在1.40×10^(-3)以内,不同控制棒组插入状态下有效增殖因子偏差低于5.9×10^(-4),控制棒价值偏差均在4.9×10^(-4)以内;不同控制棒组情况下堆芯功率分布的平均相对偏差均在0.6%以内。初步验证了两个程序对复杂堆芯精细建模计算的可行性和准确性,对程序的应用及完善具有参考意义。

关键词： BEAVRS基准题 NECP-X OpenMC 对比验证

面向自动驾驶仿真测试的场景生成与泛化技术研究

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面向自动驾驶仿真测试的场景生成与泛化技术研究

作者：何东重庆交通大学

学位级别：硕士

考虑土与结构相互作用的摇摆墙-框架结构地震响应参数分析

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土木工程学报 2024年

作者：何东毅李培振同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室

摇摆墙-框架结构体系是一种较新颖的抗震体系，能够有效改善普通框架结构易于在地震中发生层屈服破坏的问题。然而，目前对该体系的研究资料较为有限，且现有研究大多基于刚性地基假设，未考虑到土与结构之间的相互作用，因此所得结果... 详细信息

摇摆墙-框架结构体系是一种较新颖的抗震体系，能够有效改善普通框架结构易于在地震中发生层屈服破坏的问题。然而，目前对该体系的研究资料较为有限，且现有研究大多基于刚性地基假设，未考虑到土与结构之间的相互作用，因此所得结果不够准确。对于摇摆墙的设计，也需要通过参数分析来研究，以获取地震作用下不同参数对结构响应的影响规律。本文采用经过试验数据验证的有限元模型，通过改变模型中的土体性质、摇摆墙刚度和高度，对摇摆墙-框架结构在SSI体系中的地震响应规律进行了研究。研究结果显示，就上部结构整体而言，摇摆墙参数对结构的地震响应影响不明显，但土体性质的变化则对结构响应产生明显影响。而对于结构的不同楼层来说，摇摆墙刚度和高度的增加能够提升结构的整体性能，使得在地震作用下层间位移角响应更加均匀。

关键词：土与结构相互作用摇摆墙-框架结构地震响应参数分析

一维耦合腔晶格中磁子-光子拓扑相变和拓扑量子态的调制

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物理学报 2024年第4期73卷 170-177页

作者：李锦芳何东山王一平咸阳师范学院物理与电子工程学院咸阳712000 西北农林科技大学理学院杨凌712100

本文提出了基于耦合腔的一维晶格理论方案,其中每个晶胞包含微波腔光子和磁子,通过调控磁子与微波光子的耦合来研究系统中的拓扑相变和拓扑量子通道.首先,分析了在奇偶晶格数情况下,系统能谱和边缘态的特征,并发现边缘态分布可以展示反... 详细信息

本文提出了基于耦合腔的一维晶格理论方案,其中每个晶胞包含微波腔光子和磁子,通过调控磁子与微波光子的耦合来研究系统中的拓扑相变和拓扑量子通道.首先,分析了在奇偶晶格数情况下,系统能谱和边缘态的特征,并发现边缘态分布可以展示反转过程,可以实现多通道拓扑量子态传输;其次,考虑存在缺陷和无序的扰动,发现它们在较小值范围内,可以使能带产生波动和翻转现象,但边缘状态对其是鲁棒的,这表明边缘态受到系统的拓扑保护.该研究结果为研究拓扑磁子-光子提供了一条新途径,将在量子信息处理中有着广阔的应用前景.

关键词：量子光学腔量子电动力学拓扑绝缘体量子态

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基于常通型SiC JFET器件的中低压直流固态断路器研究综述

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电工技术学报 2024年

作者：何东蒋磊兰征王伟沈征湖南大学电气与信息工程学院湖南工业大学电气与信息工程学院

直流固态断路器（SSCB）作为直流配电网中关键的故障保护装置，是快速无弧隔离短路、过流故障的重要手段。随着宽禁带半导体材料技术的飞速发展，常通型碳化硅（SiC）结型场效应晶体管（JFET）因其通态损耗低、零电压开通等优点，成为S... 详细信息

直流固态断路器（SSCB）作为直流配电网中关键的故障保护装置，是快速无弧隔离短路、过流故障的重要手段。随着宽禁带半导体材料技术的飞速发展，常通型碳化硅（SiC）结型场效应晶体管（JFET）因其通态损耗低、零电压开通等优点，成为SSCB主开关应用的理想器件之一。本文主要论述了直流SSCB的发展现状，针对国内外提出的基于常通型SiC JFET器件的SSCB拓扑结构进行归纳总结。在此基础上，详细论述基于常通型SiC JFET器件的单向、双向低压SSCB在过载、短路保护方面的研究现状及串联、并联型中压SSCB的拓扑、工作原理及应用特点，讨论了可应用于SSCB的缓冲电路及性能特点。最后，展望了基于常通型SiC JFET器件的中低压直流SSCB发展前景。

关键词：直流配电网固态断路器 SiC JFET 拓扑缓冲电路