粒子输运问题的蒙特卡罗模拟方法与应用 上PDF电子书下载

查看更多关于的内容

第1章 概率论预备知识 1

1.1概率运算法则 1

1.2随机变量与分布函数 2

1.3随机变量数字特征 5

1.4几种常见概率密度函数 6

1.5小结 6

参考文献 6

第2章 蒙特卡罗方法基本原理 7

2.1发展历程 7

2.2基本思想 9

2.3误差理论 10

2.3.1大数定理和中心极限定理 10

2.3.2误差估计 11

2.3.3组合误差 12

2.4方法特点 13

2.5随机数产生 14

2.5.1随机数与伪随机数 14

2.5.2随机数发生器 16

2.5.3组合随机数发生器 17

2.5.4伪随机数的检验 18

2.6随机变量抽样 19

2.6.1直接抽样 20

2.6.2偏倚抽样 26

2.7常用抽样方法 27

2.7.1舍选抽样 27

2.7.2复合抽样 31

2.7.3分层抽样 32

2.7.4系统抽样 33

2.7.5罐子抽样 34

2.7.6别名法 35

2.7.7别名法复合使用 36

2.7.8任意连续分布自动抽样 37

2.7.9等概率抽样 39

2.7.10定积分计算 40

2.8小结 40

参考文献 41

第3章 输运方程求解 42

3.1理论概述 42

3.2方程基本形式 44

3.2.1微分-积分形式 44

3.2.2等价积分形式 45

3.2.3算子形式 47

3.2.4角通量密度全空间形式 48

3.3发射密度方程求解 50

3.3.1逐次逼近解 50

3.3.2发射密度的随机模拟 51

3.4通量密度计算 55

3.5点通量密度计算 59

3.5.1指向概率法 59

3.5.2改进措施 62

3.5.3环探测器估计 63

3.6通量估计方法比较 64

3.7固定源问题 65

3.7.1源参量抽样 65

3.7.2碰撞距离抽样 68

3.7.3碰撞核及反应类型抽样 69

3.7.4散射后粒子能量方向抽样 70

3.7.5次级粒子处理 71

3.7.6粒子历史结束判据 71

3.7.7计算流程 71

3.8临界计算 73

3.8.1 k eff本征值计算 73

3.8.2瞬发中子迁移寿命 76

3.8.3中子迁移寿命估计 77

3.8.4 α本征值计算 77

3.8.5 α与k eff本征值的关系 79

3.9响应泛函计算 79

3.10几何径迹计算 82

3.10.1组合几何布尔运算 82

3.10.2碰撞点位置确定 83

3.10.3点到界面交点计算 84

3.11小结 86

参考文献 86

第4章 核反应过程 87

4.1中子与物质相互作用 87

4.1.1中子基本特征 87

4.1.2热化处理 88

4.1.3弹性散射 89

4.1.4非弹性散射 90

4.1.5裂变反应 91

4.1.6辐射俘获 92

4.1.7 （n，xn）反应 92

4.2光子与物质相互作用 93

4.2.1简单物理处理 93

4.2.2详细物理处理 97

4.3电子与物质相互作用 101

4.3.1弹性碰撞 101

4.3.2电离与激发 101

4.3.3轫致辐射 102

4.3.4正电子与物质相互作用 102

4.3.5浓缩历史方法 102

4.3.6能量歧离 106

4.3.7角度偏转 108

4.3.8电子引起次级过程 110

4.3.9轫致辐射模拟 113

4.3.10湮没辐射的模拟 115

4.4电子-光子耦合输运 116

4.4.1光子产生电子 116

4.4.2电子产生光子 117

4.4.3电子输运流程图 117

4.4.4实际应用 118

4.5基础核数据 119

4.5.1宏观与微观截面 119

4.5.2连续点截面 121

4.5.3多普勒温度展宽 122

4.5.4拟合法在线多普勒展宽算法 123

4.5.5 S（α，β）热化截面 125

4.5.6热化截面温度效应修正 126

4.5.7中子产生光子 126

4.5.8缓发裂变 127

4.5.9瞬发γ能量计算 127

4.6小结 128

参考文献 128

第5章 多群输运计算 131

5.1多群输运方程 131

5.1.1多群中子截面 131

5.1.2多群光子截面 132

5.1.3多群中子产光截面 132

5.1.4群参数制作 132

5.1.5多群方程基本形式 133

5.1.6多群方程积分形式 134

5.2多群方程的随机模拟 134

5.3散射后能群的确定 135

5.3.1次级中子的确定 137

5.3.2裂变中子的确定 137

5.4散射后方向的确定 137

5.5高斯求积 140

5.5.1一般高斯求积 140

5.5.2广义高斯求积 144

5.5.3多群P3近似 147

5.5.4多群P5近似 149

5.6裂变谱 152

5.6.1 235U裂变谱 152

5.6.2 Watt裂变谱 154

5.7关于物质的碰撞机制 154

5.8多群-连续耦合计算 155

5.8.1基本思想 155

5.8.2耦合方法验证 156

5.9小结 158

参考文献 159

第6章 多群伴随方程求解 160

6.1基本理论 160

6.2伴随微分-积分方程推导 161

6.3伴随方程积分形式 163

6.4多群伴随方程求解 164

6.4.1多群伴随散射处理 164

6.4.2正算与伴随的区别 165

6.5小结 165

参考文献 165

第7章 输运计算方法 167

7.1重要抽样 167

7.1.1共轭方程的意义 168

7.1.2价值函数的构造 168

7.2降方差技巧 170

7.2.1轮盘赌与分裂 170

7.2.2指数变换 172

7.2.3权窗游戏 172

7.2.4源方向偏倚 173

7.2.5隐俘获 174

7.2.6强迫碰撞 174

7.2.7截断处理 175

7.3体探测器指向概率法 175

7.3.1立体张角限的确定 177

7.3.2两角度系统之间的关系 179

7.3.3两角度系统下的角分布 181

7.3.4无碰撞到达探测器概率计算 181

7.4蒙特卡罗与确定论耦合计算 183

7.4.1 SN/MC耦合计算 183

7.4.2解析与随机抽样结合 184

7.5小结 184

参考文献 185

第8章 探测器响应计算 186

8.1碘化钠探测器响应计算 186

8.2能量沉积谱计算 188

8.3碳氧比能谱测井 190

8.3.1基本原理 190

8.3.2数学描述 192

8.3.3计算步骤 195

8.4小结 197

参考文献 198

第9章 输运-燃耗耦合计算 199

9.1燃耗方程求解 199

9.2燃耗计算方法 201

9.2.1 TTA解析法 202

9.2.2 CRAM数值法 203

9.3预估-校正耦合计算 204

9.3.1预估-校正耦合策略 205

9.3.2燃耗区功率计算 205

9.3.3通量倍率因子计算 205

9.3.4耦合策略 206

9.4燃耗数据库 206

9.5小结 206

参考文献 207

第10章 粒子输运并行计算 209

10.1并行随机数发生器设计 210

10.1.1跳跃法 210

10.1.2分段法 211

10.2输运并行计算 212

10.2.1并行计算要点 212

10.2.2并行加速比 213

10.2.3并行容错和负载平衡 214

10.2.4粒子输运程序并行现状 215

10.3 MCNP程序并行化 216

10.3.1并行预处理 216

10.3.2并行设计 217

10.3.3并行编程 219

10.3.4并行重新启动 219

10.3.5并行测试 220

10.4小结 221

参考文献 222

第11章 蒙特卡罗剂量计算 223

11.1 BNCT发展历史 223

11.2 BNCT研究现状 224

11.3 BNCT基本原理 225

11.3.1 BNCT简介 226

11.3.2相关核反应 226

11.3.3剂量计算 227

11.3.4 Kerma因子 228

11.3.5中子束特性 228

11.4 BNCT治疗过程 230

11.5快速径迹算法 232

11.5.1二维平面 232

11.5.2三维情况 234

11.5.3径迹长度改进算法 235

11.6算法验证 238

11.6.1解析椭球模型 238

11.6.2网格化模型 240

11.6.3中心点方法 241

11.6.4方法有效性检验 242

11.6.5混合网格模型 243

11.7应用测试 244

11.7.1体素模型构造 244

11.7.2剂量计算 246

11.8小结 248

参考文献 248

第12章 JMCT软件介绍 250

12.1软件简介 250

12.2基本功能 252

12.2.1软件架构体系 252

12.2.2可视前处理 252

12.2.3可视后处理 254

12.3支撑框架 254

12.3.1框架结构 254

12.3.2并行计算 255

12.4基本算法 258

12.4.1区域剖分含义 258

12.4.2父子关系设定 259

12.4.3剖分节点确定 261

12.4.4几何体包围盒 262

12.4.5长方体相交比例算法 262

12.4.6影像几何单元 263

12.5区域剖分及负载平衡 264

12.5.1区域剖分过程 264

12.5.2负载平衡 269

12.6误差估计 269

12.6.1误差低估效应 269

12.6.2补救措施 271

12.7异步输运 272

12.7.1基本概念 272

12.7.2异步粒子输运 272

12.7.3框架异步粒子通信类 274

12.8二级并行 276

12.9随机数衍生方法 278

12.9.1针对粒子并行的分段法 278

12.9.2针对区域分解并行的衍生法 279

12.10光子-电子耦合输运 281

12.11小结 283

参考文献 283

第13章 JMCT软件部分应用 286

13.1基准检验 286

13.1.1临界基准检验 286

13.1.2外源基准检验 287

13.2反应堆建模及模拟 287

13.2.1反应堆整体结构 287

13.2.2反应堆pin组件 288

13.2.3堆芯pin-by-pin建模 289

13.2.4模拟结果及算法验证 289

13.2.5 RPN响应计算 290

13.3 H-M模型模拟 295

13.3.1模型简介 295

13.3.2建模及模拟 297

13.4 BEAVRS模型模拟 298

13.4.1模型简介 298

13.4.2建模及模拟 299

13.4.3 HZP 状态模拟 300

13.4.4 HFP 状态计算 305

13.5 VENUS-Ⅲ基准计算 306

13.5.1模型简介 306

13.5.2建模及模拟 306

13.6小结 310

参考文献 311

附录1 Kerma因子 313

附录2 主要符号表及转换公式 317

附录3 Bethe-Heitler理论公式 321

查看更多关于的内容