Tratamento de problemas de transporte unidimensionais por meio do método ADO

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2017
Autor(a) principal: Rodrigues, Marco Paulsen
Orientador(a): Filho, João Francisco Prolo
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Energia Nuclear
Transporte de Nêutrons Unidimensional
Equação Linearizada de Boltzmann
Método de Ordenadas Discretas Analítico
Nuclear Energy
One-Dimensional Neutrons Transport
Linearized Boltzmann Equation
Analitical Discrete Ordinates Method
Link de acesso: https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12642
Resumo: Dissertação (mestrado)
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spelling Rodrigues, Marco PaulsenFilho, João Francisco Prolo2025-04-17T19:04:38Z2025-04-17T19:04:38Z2017RODRIGUES, Marco Paulsen. Tratamento de problemas de transporte unidimensionais por meio do método ADO. 2017. 193f. Dissertação (mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica, Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, 2017.https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12642Dissertação (mestrado)Neste trabalho será apresentada uma abordagem para a solução das equações de transporte de nêutrons unidimensional, em geometria Cartesiana, com espalhamento iso- trópico e anisotrópico linear, por meio do Método de Ordenadas Discretas Analítico (Mé- todo ADO). Para tanto, será estudada uma classe de problemas em meios homogêneos e heterogêneos, em regime estacionário e fontes de nêutrons constantes localizadas dentro e no contorno do domínio de interesse. No processo, por conta da discretização angu- lar, a equação integro-diferencial é transformada em um sistema de EDO’s, cuja solução homogênea é obtida por meio de um problema de autovalores de ordem reduzida. Para validação do código, do método e fornecimento de resultados benchmark, uma série de problemas testes, com aplicação potencial em física nuclear, serão tratados. Uma das principais contribuições deste trabalho é o estudo detalhado da influência de propriedades físicas importantes (as seções de choque e o comprimento do domínio) sobre grandezas de interesse (fluxo escalar, albedo, fator de transmissão e fator de desvantagem térmica). Entre as contribuições das discussões dessas análises realçam-se as determinações de que: a influência dos coeficientes de espalhamento isotrópico e anisotrópico torna-se significa- tivamente maior com a magnitude destes; o albedo aumenta com o coeficiente de espa- lhamento isotrópico e com o comprimento do domínio, enquanto o fator de transmissão diminui; a anisotropia causa uma diminuição do fluxo escalar de nêutrons em regiões próximas as fontes externas ou onde há presença de uma fonte interna, enquanto também acarreta no atenuamento do decaimento de nêutrons nas demais regiões do domínio; o fator de desvantagem diminui com a anisotropia, mas aumenta com o crescimento pro- porcional das regiões das células; o aumento individual da espessura do combustível ou moderador leva à um crescimento desse fator, mas o comprimento do combustível possui maior influência; células com menores espessuras de combustível em relação ao mode- rador possuem menor fator de desvantagem; e de que a taxa de decaimento do fator de desvantagem com a redução do moderador não é monotônica para todas as escalas de es- pessuras dessa região. Os estudos realizados possuem aplicação no estudo de reatores nu- xix cleares, envolvendo desta maneira usinas nucleares próximas à costa de grandes volumes de água, e submarinos ou navios com sistema de propulsão nuclear. Consequentemente, este trabalho encaixa-se na área de engenharia oceânica.In this work an approach to solve the one-dimensional neutron transport equation in Cartesian geometry, with isotropic and linear anisotropic scattering, using the Analitical Discrete Ordinates Method (ADO Method) will be presented. Therefore, a class of pro- blems, in homogeneous and heterogeneous media, on steady-state regime and constant neutron sources located inside and on the boundaries of the domain of interest will be studied. In the process, due to the angular discretization process, the integro-diferential equation is transformed in an ODE system, whose homogeneous solution is obtained by a eigenvalues problem, with reduced order. To validate the code, the method and provide benchmark results, a serie of test problems with potential aplication in nuclear reactor physics will be treated and results will be discussed. One of the main contributions of this work is the detailed study of the influence of important physical properties (cross sections and domain length) on quantities of interest (scalar flow, albedo, transmission factor and thermal disadvantage factor). Among the contributions of the discussions of these analy- zes are the determinations that: the influence of the isotropic and anisotropic scattering coefficients becomes significantly larger with the magnitude of these; the albedo increa- ses with the isotropic scattering coefficient and the domain length, while the transmission factor decreases; the anisotropy causes a decrease in the scalar flux of neutrons in regi- ons near the external sources or where there is presence of an internal source, while also causes in the attenuation of the decay of neutrons in the other regions of the domain; the disadvantage factor decreases with anisotropy, but increases with the proportional growth of cell regions; the individual increase of the thickness of the fuel or moderator leads to a growth in this factor, but the length of the fuel has greater influence; cells with lower fuel thicknesses relative to the moderator have a lower disadvantage factor; and that the decay rate of the disadvantage factor with the moderator reduction is not monotonic for all thickness scales of that region. The studies carried out have application in the study of nuclear reactors, involving in this way nuclear plants near the coast of large volumes of xxi water, and submarines or ships with nuclear propulsion system. Consequently, this work fits into the ocean engineering field.porEnergia NuclearTransporte de Nêutrons UnidimensionalEquação Linearizada de BoltzmannMétodo de Ordenadas Discretas AnalíticoNuclear EnergyOne-Dimensional Neutrons TransportLinearized Boltzmann EquationAnalitical Discrete Ordinates MethodTratamento de problemas de transporte unidimensionais por meio do método ADOinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da FURG (RI FURG)instname:Universidade Federal do Rio Grande (FURG)instacron:FURGORIGINALmarco paulsen.pdfmarco paulsen.pdfapplication/pdf7846019https://repositorio.furg.br/bitstreams/c9fdba20-4479-4b19-943c-ca0cb8378ae7/downloada6c1a387f400d2a76ba7dcdf134aef60MD51trueAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.furg.br/bitstreams/a5ac2c72-dff4-4586-ae80-a08fca4d0483/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52falseAnonymousREADTEXTmarco paulsen.pdf.txtmarco paulsen.pdf.txtExtracted texttext/plain105053https://repositorio.furg.br/bitstreams/e3457aba-113c-4367-979a-1b65dafe6bc6/download04e018a7e6550fabf261bd534b3b7a20MD53falseAnonymousREADTHUMBNAILmarco paulsen.pdf.jpgmarco paulsen.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3033https://repositorio.furg.br/bitstreams/9769c68f-5112-4e5c-950b-72184a37f593/downloada25a908ba04450227750bb80272b3cb1MD54falseAnonymousREAD123456789/126422025-12-10 01:38:03.127open.accessoai:repositorio.furg.br:123456789/12642https://repositorio.furg.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.furg.br/oai/request || http://200.19.254.174/oai/requestrepositorio@furg.br||sib.bdtd@furg.bropendoar:2025-12-10T04:38:03Repositório Institucional da FURG (RI FURG) - Universidade Federal do Rio Grande (FURG)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