Sub-channel-based multiscale thermal-hydraulic analysis of a medium-power,lead-cooled fast reactor

The lead-cooled fast reactor (LFR) offers enhanced safety and reliability with the fine properties of liquid lead and lead alloy. To study accurately the thermal characteristics of fast reactors, the multiscale thermal-hydraulic coupling simulation is an effective way. Multiscale coupling based on the sub-channel code has evident advantages on the analysis of fuel assemblies. In this study, a multiscale thermal-hydraulic analysis of a forced-circulation, medium-power LFR under steady-state and transient conditions is performed with the system code ATHLET and sub-channel code KMC-SUBtraC which was developed based on the previous version by modifying the pressure drop correlations and adding the assembly-level calculation. The codes are one-way-coupled, with good efficiency and precision. Transient verification of the sub-channel code is conducted with the CFD code. In the steady-state analysis of M²LFR-1000, mass flow and temperature distributions of the assemblies, sub-channels, and fuel rods in the hottest assembly are analyzed and the safety performance is investigated. In the transient analysis, two typical DECs (unprotected overpower transient and ULOF+ULOHS) are simulated and the multiscale thermal-hydraulic characteristics are analyzed. With the negative reactivity feedback, the variations of the temperatures of the coolant and fuel rods are within the safe limits, which shows the inherent safety of the reactor. And the results indicate that the loss of primary flow could increase the risk of cladding corrosion.     

燃料棒周向导热对超临界水堆堆芯子通道分析的影响

本文在子通道程序的燃料棒模型中引入三维导热方程,使该模型能用来模拟燃料棒的周向导热情况。采用改造后的子通道程序对混合谱超临界水堆设计中的两种燃料组件结构进行计算分析,研究燃料棒周向导热对超临界水堆燃料组件子通道分析的影响。结果表明：热谱组件的子通道计算中,燃料棒周向导热的影响不能忽略;快谱组件的子通道计算中,燃料棒周向导热的影响基本可忽略。     

ARM计算环境下堆芯程序CORTH和KYLIN2的移植

为了论证国产芯片在堆芯数值计算领域的可行性,对子通道计算软件CORTH和堆芯组件程序KYLIN2的串行版本在飞腾处理器的ARM计算环境进行了移植。移植过程在ARM计算环境下通过合理的程序代码修订,去除对商业函数库的依赖,且在特征线循环结构的扫描计算过程引入OpenMP多线程并行。实验参照对象为频率两倍差异的Intel商用处理器。结果表明CORTH程序和KYLIN2均能够成功移植,且与Intel商用处理器的数值稳定性保持一致。计算效率方面CORTH程序移植后的串行效率与Intel计算环境差异较小;KYLIN2移植后的串行效率较低,但通过线程并行后计算效率接近Intel处理器的串行效率。移植结果论证集群系统这种混合国际和国内处理器的资源结构,能够在计算资源紧张的情况下充分利用国产硬件,提升计算环境的整体利用效率。     

认知OFDM中的抗干扰分段编码设计

认知正交频分复用(OFDM)中主用户突发干扰会造成认知用户数据包丢失。为此,提出一种基于认知OFDM的抗干扰分段编码方案。分段编码基于低冗余度的优化设计方法进行构造。该抗干扰分段编码方案可通过对偶校验分组恢复丢失的数据包,在认知用户通信过程中避免主用户突发干扰。实验结果表明,在低干扰率情况下,该方案比无码率编码方案具有更低的帧差错率和更高的吞吐量性能。     

棒束子通道CHF机理模型开发及初步验证

目前棒束通道中临界热流密度的预测多基于实验关系式,受限于特定的适用范围,无法有效外推或外推后预测精度下降。为满足不同轻水堆中临界热流密度的预测要求,有必要开发适用于不同几何尺寸及热工边界的宽范围临界热流密度预测方式。本文以子通道分析方法为基础,考虑偏离泡核沸腾和干涸两类临界现象,通过耦合子通道分析程序与临界热流密度机理模型,实现对棒束通道中临界热流密度的计算。通过与临界热流密度实验数据的对比,初步证明了耦合程序对棒束通道中临界热流密度具有较好的预测精度。     

标准化星间激光通信链路接口模型设计方法

在星间数据交换过程中,同时传输不同类型的数据会对系统性能产生较大影响。为统一传输制式,提高数据传输效率,提出星间激光链路接口模型。在星间激光链路接口模型中,针对节点卫星数据处理转发效率低的问题,设计数据帧调整单元整合不同信源的数据;针对空间信道随机错误对系统性能影响较大的问题,添加链路传输处理单元提高激光链路传输的可靠性。研究了星间激光链路接口模型在中继卫星系统与分布式卫星系统中的实现方法。结果表明,采用星间激光链路接口模型后系统传输效率提升了49.93%,纠错性能提升了3.01 dB。     

M-WiMAX与WCDMA系统共存问题及M-WiMAX系统子信道分配算法研究

论述了世界微波互用接入（M-WiMAX）系统对和宽带扩频多址接入（WCDMA）系统之间的共同存在问题。为了减少M-WiMAX系统对 WCDMA系统的干扰，我们在M-WiMAX 的基站端使用了自适应发送端波束成形（Transmit Beamforming, TxBF）技术。于此同时，我们提出了相应的邻信道干扰模型以分析TxBF技术在降低邻近信道干扰中的增益。并且，我们提出了一种新型的子信道分配方法用来提高M-WiMAX 系统的数据吞吐率。为了验证提出的算法，我们建立了系统层仿真平台并使用蒙特卡罗仿真的方法来验证本文中提出的算法。     

多用户MIMO-OFDM系统中的子信道与功率分配算法研究

针对多用户MIMO-OFDM系统下行链路,分析了通过遍历搜索来使容量最大化的最优子信道与功率分配算法,在此基础上提出了低复杂度的次优多用户子信道与功率分配算法,即MSPA算法。为了最大限度地保证用户之间的公平性,进一步提出了考虑每个用户速率要求的MSPA-RoU算法。仿真结果表明：本文提出的MSPA算法在复杂度可接受的情况下所获得的容量增益与最优算法十分接近,并且远远大于在MIMO环境下仅对子载波进行分配的算法;MSPA-RoU算法在考虑用户速率要求时仍能获得可观的容量增益。     

钠冷快堆棒状燃料堆芯子通道分析程序开发及验证

热工水力分析软件的验证是安全审查重点关注的问题。为了实现不同设计软件间的对比验证,本工作开发出具有自主知识产权的钠冷快堆堆芯子通道分析程序SSCFR,进行中国实验快堆（CEFR）全堆芯稳态分析、子通道稳态分析及全堆芯瞬态分析,并将分析结果与CEFR运行和设计值进行对比。结果表明,SSCFR程序的计算结果与CEFR运行值及安全分析报告中的设计计算值符合较好,可用于钠冷快堆后续的软件对比验证及设计计算工作。     

COSINE多相场子通道分析程序的开发与评估

COSINE多相场子通道分析程序基于两流体三相子通道守恒方程,在气液两相的基础上,单独考虑了液滴相的行为,并通过考虑通道间的交混,提高了对压水堆压力容器内的热工水力学现象分析能力及大破口事故的计算能力。本研究介绍了程序的基本模型及求解方法,选取代表性算例及实验工况进行建模计算,验证多相场子通道程序的计算能力。计算结果表明：程序可以对多通道热工水力现象进行模拟计算,计算结果与理论分析相符,程序可以精确模拟堆芯交混及再淹没工况,计算结果与实验数据具有良好的一致性,COSINE多相场子通道程序具备对压力容器内热工水力工况的计算能力。