随着反应堆设计越来越复杂以及计算精度的要求越来越高,中子输运方程的求解方法已经从最初的差分SN方法发展到适用于非结构几何的有限元方法或MOC方法,以下对国际上有名的有限元软件进行了总结
ATTILA
开发机构
- 1995年,LANL开始开发。
- 2002年,创建Transpire.Inc
- 2004年,发布ATTILA1.0
- 2007年,被接收为ITER设计工具
- 2014年8月5日,被Varex Imaging收购
- 2017年10月6日,发布Attila9.1,集成了MCNP6与ATTILA
主要方法
- 空间上采用 DFEM 方法(间断有限元)。
- 单元类型为线性四面体。
- 角度上采用 SN 方法。
集成工具
- ATTILA
- MCNP6
- SpaceClaim (ANSYS.Inc)
典型问题
- ITER
- ATR
PROTEUS
开发机构
- ANL
主要方法
- 基于奇偶型中子输运方程。
- 空间上采用连续有限元方法。
- 单元类型包含多种,有三角形,四边形,四面体,六面体,三棱柱,六棱柱等。
- 角度上有SN,PN, MOC。由于PN方法太慢,主要开发的还是SN
集成工具
- MPICH (并行环境)
- METIS (区域分解)
- PETSc (代数方程求解)
- HDF5 (数据保存)
- CUBIT (网格剖分)
- NetCDF (网格格式转化)
- VTK (VisIt 数据可视化)
典型问题
- ATR
未来计划
sharp (Multiphysics Simulation Toolkit for Nuclear Reactor Analysis)
NEAMS (Nuclear Energy Advanced Modeling and Simulation) 2012
MOOSE-Rattlesnake
开发机构
- 2008年,INL开始开发MOOSE框架,采用C++语言
主要方法
- 基于 SAAF 方程,LS 方程,FNET
- 二阶方程采用连续有限元,一阶方程采用间断有限元方法
- 单元类型包含多种,有三角形,四边形,四面体,六面体,三棱柱,六棱柱等。
- 角度上有SN,PN
集成工具
- MPICH (并行环境)
- LibMesh (有限元库)
- PETSc (代数方程求解)
- VTK (数据可视化)
- ……
典型问题
PWR
TREAT
未来计划
APOLLO3-MINARET
开发机构
- 2009年,CEA在 APOLLO2, CRONOS2, ERANOS2的基础上,重新设计与开发新一代的模拟软件。
- 2012年,发布 APOLLO3-V1.0
主要方法
- 空间上采用间断有限元方法
- 采用三角形单元和三棱柱单元
- 角度上采用SN方法
典型问题
- ASTRID FR
未来计划
RADIANT
开发机构
- AMCG - IC,正在开发
主要方法
- 空间上采用连续有限元, SGS稳定算法
- 单元类型包含各种类型
- 角度上采用 Pn,PN,Wavelet方法
- 含空间自适应,角度自适应
集成工具
- gmsh (网格剖分)
- VTK (paraview 可视化)
- fluidity (耦合CFD)
典型问题
- C5G7
未来计划
AETIUS
开发机构
- 2017年,KAERI 正在开发
主要方法
- 空间上采用间断有限元方法
- 采用四面体单元
- 角度上采用SN方法
集成工具
- gmsh (网格剖分工具)
典型问题
- HCCR TBM