Usando una Base Generalizada para la Expansión Funcional
Autores: Han, Zhuoran; Forget, Benoit; Smith, Kord
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Usando una Base Generalizada para la Expansión Funcional
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Nuclear
Palabras clave
Expansión funcional
Conjunto de bases ortogonales
Polinomios de Zernike
Modelado nuclear
Problemas de agotamiento
Conjunto de bases exponenciales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
La expansión funcional ha sido estudiada rigurosamente como un método prometedor en el transporte estocástico de neutrones y el acoplamiento multifísico. Es un método para representar datos especificados en un dominio deseado como una expansión de un conjunto de bases de manera continua. Por conveniencia, el conjunto de bases para la expansión funcional se elige típicamente como ortogonal. En simulaciones de celdas de pin de PWR cilíndricas, se han utilizado los polinomios de Zernike ortogonales. La principal ventaja de usar la expansión funcional en la modelización nuclear es que requiere menos memoria para representar las variaciones de temperatura y de isótopos en el combustible que utilizando una discretización fina. Se involucran menos variables en el proceso de almacenamiento y transferencia de datos. Cada isótopo puede tener su orden de expansión único, lo cual se vuelve muy importante para los problemas de agotamiento. En un estudio reciente, se realizó un análisis de rendimiento sobre FETs basados en Zernike en una geometría de PWR 2D. Sin embargo, para tasas de reacción como la tasa de absorción de U-238, se necesitan muchos órdenes con FETs basados en Zernike para lograr una precisión razonable. Esta brecha inspira el estudio en este documento sobre un conjunto de bases alternativo que puede capturar mejor el gradiente pronunciado con menos órdenes. En este documento, se establece un método de expansión funcional generalizada. El conjunto de bases puede ser una serie arbitraria de funciones independientes. Para capturar el efecto de autoescudo de la tasa de absorción de U-238, se elige un conjunto de bases exponencial. Los resultados muestran que el orden de expansión que utiliza bases exponenciales puede reducirse a la mitad en comparación con el uso de polinomios de Zernike ortogonales, logrando la misma precisión. También se demuestra que la tasa de reacción integrada se conserva. Este documento también muestra que la expansión funcional generalizada podría ser un método heurístico para una investigación adicional sobre problemas de agotamiento continuo.
Descripción
La expansión funcional ha sido estudiada rigurosamente como un método prometedor en el transporte estocástico de neutrones y el acoplamiento multifísico. Es un método para representar datos especificados en un dominio deseado como una expansión de un conjunto de bases de manera continua. Por conveniencia, el conjunto de bases para la expansión funcional se elige típicamente como ortogonal. En simulaciones de celdas de pin de PWR cilíndricas, se han utilizado los polinomios de Zernike ortogonales. La principal ventaja de usar la expansión funcional en la modelización nuclear es que requiere menos memoria para representar las variaciones de temperatura y de isótopos en el combustible que utilizando una discretización fina. Se involucran menos variables en el proceso de almacenamiento y transferencia de datos. Cada isótopo puede tener su orden de expansión único, lo cual se vuelve muy importante para los problemas de agotamiento. En un estudio reciente, se realizó un análisis de rendimiento sobre FETs basados en Zernike en una geometría de PWR 2D. Sin embargo, para tasas de reacción como la tasa de absorción de U-238, se necesitan muchos órdenes con FETs basados en Zernike para lograr una precisión razonable. Esta brecha inspira el estudio en este documento sobre un conjunto de bases alternativo que puede capturar mejor el gradiente pronunciado con menos órdenes. En este documento, se establece un método de expansión funcional generalizada. El conjunto de bases puede ser una serie arbitraria de funciones independientes. Para capturar el efecto de autoescudo de la tasa de absorción de U-238, se elige un conjunto de bases exponencial. Los resultados muestran que el orden de expansión que utiliza bases exponenciales puede reducirse a la mitad en comparación con el uso de polinomios de Zernike ortogonales, logrando la misma precisión. También se demuestra que la tasa de reacción integrada se conserva. Este documento también muestra que la expansión funcional generalizada podría ser un método heurístico para una investigación adicional sobre problemas de agotamiento continuo.