Solução das equações de cinética espacial da teoria multigrupo de difusão de nêutrons em geometria cartesiana por um método iterativo de fonte

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2018
Autor(a) principal: Tavares, Matheus Gularte
Orientador(a): Petersen, Claudio Zen
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Modelagem Matemática
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/14400
Resumo: Solução das Equações de Cinética Espacial da Teoria Multigrupo de Difusão de Nêutrons em Geometria Cartesiana por um Método Iterativo de Fonte Resumo: Neste trabalho é apresentada uma solução para as equações de cinética espacial da teoria multigrupo de difusão de nêutrons em geometria cartesiana. Para a solução deste problema foi utilizado um método iterativo de fonte baseado na modificação no conhecido método da potência. O método consiste em atribuir uma distribuição inicial para o termo fonte da equação do fluxo rápido, o que faz com que o sistema de equações se torne desacoplado. Para a solução das equações dos fluxos rápido, térmico e das concentrações de precursores de nêutrons atrasados, utiliza-se a técnica da transformada de Laplace na variável temporal resultando em um conjunto transformado de equações diferenciais ordinárias de segunda ordem que são resolvidas por métodos clássicos da literatura. Após cada iteração os fluxos escalares e as concentrações foram reconstruídos por uma interpolação polinomial de terceiro grau. Para obter os fluxos e as concentrações no domínio do tempo, utiliza-se uma transformada inversa de Laplace numérica. Este processo continua até que um critério de parada seja satisfeito. Com intuito de validar a metodologia proposta, foram realizadas simulações de alguns problemas numéricos. A análise da sensibilidade dos parâmetros nucleares é feita através da introdução de uma pertubação randômica em cada parâmetro e, assim, é analisada a convergência e o comportamento da solução do ponto de vista numérico. Por fim, os resultados obtidos são comparados com os resultados encontrados na literatura e através de um algoritmo desenvolvido em volumes finitos.
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O método consiste em atribuir uma distribuição inicial para o termo fonte da equação do fluxo rápido, o que faz com que o sistema de equações se torne desacoplado. Para a solução das equações dos fluxos rápido, térmico e das concentrações de precursores de nêutrons atrasados, utiliza-se a técnica da transformada de Laplace na variável temporal resultando em um conjunto transformado de equações diferenciais ordinárias de segunda ordem que são resolvidas por métodos clássicos da literatura. Após cada iteração os fluxos escalares e as concentrações foram reconstruídos por uma interpolação polinomial de terceiro grau. Para obter os fluxos e as concentrações no domínio do tempo, utiliza-se uma transformada inversa de Laplace numérica. Este processo continua até que um critério de parada seja satisfeito. Com intuito de validar a metodologia proposta, foram realizadas simulações de alguns problemas numéricos. A análise da sensibilidade dos parâmetros nucleares é feita através da introdução de uma pertubação randômica em cada parâmetro e, assim, é analisada a convergência e o comportamento da solução do ponto de vista numérico. Por fim, os resultados obtidos são comparados com os resultados encontrados na literatura e através de um algoritmo desenvolvido em volumes finitos.Solution for the Multigroup Neutron Space Kinetics Equations in Cartesian Geometry by Source Iterative Method Abstract: This work presents a solution for the multigroup space kinetics equations of the neutron diffusion theory in Cartesian geometry. These equations represent the temporal dynamics of the neutron population and establish the distribution of the neutron population in a nuclear reactor. To solve this problem, an iterative source method was used based on the modification in the known Power Method. The method consists in assuming an initial distribution for the source term of the fast neutron flux equation, that becomes this system decoupled. For the solution of the fast, thermal neutron flux equations and the delayed neutron precursors, the Laplace Transform technique was used in time variable resulting in a second order ordinary differential equation system, which are solved by classical methods in the literature. After each iteration, the scalar neutron flux and the delayed neutron precursors are reconstructed by a third-order polynomial interpolation. We obtain the fluxes and precursors throught Numerical Inverse Laplace Transform. This process continues until the stop criterion is satisfied. In order to validate the proposed methodology, some numerical problems were simulated. The analysis of the sensitivity of the nuclear parameters is done by introducing a randomic perturbation in each parameter and, thus, the numerical convergence and the behavior of the solution are analyzed. The results obtained are compared with the results found in the literature and through a finite volume algorithm.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESporUniversidade Federal de PelotasPrograma de Pós-Graduação em Modelagem MatemáticaUFPelBrasilCC BY-NC-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessCIENCIAS EXATAS E DA TERRAMATEMATICAEquação de Difusão de NêutronsMétodo Iterativo de FonteTransformada de LaplaceAlgoritmo StehfestInterpolação PolinomialSolução das equações de cinética espacial da teoria multigrupo de difusão de nêutrons em geometria cartesiana por um método iterativo de fonteSolution for the multigroup neutron space kinetics equations in cartesian geometry by source iterative methodinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://lattes.cnpq.br/8942652141352734https://orcid.org/0000-0002-4720-6888http://lattes.cnpq.br/6672178100422350Schramm, Marcelohttp://lattes.cnpq.br/4197517952230421Petersen, Claudio ZenTavares, Matheus Gulartereponame:Repositório Institucional da UFPel - Guaiacainstname:Universidade Federal de Pelotas (UFPEL)instacron:UFPELORIGINALdissertacao_matheus_gularte_tavares.pdfdissertacao_matheus_gularte_tavares.pdfapplication/pdf1374832http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/14400/1/dissertacao_matheus_gularte_tavares.pdf2857ecc06a4fe508861c990c0242dce7MD51open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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Tavares, Matheus Gularte
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