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第卷第期棱动力工程. .

年月.
一一一一一—一一一一一一一
核反应堆中子动态过程的一种实时
仿真新算法
周猛朱隆新

本文介绍了一种用于点堆中子动态学摸型实时仿真的新算法——分布因子修正法。该算法对
。用该算法
.
美■珥: 中子动态学. 仿真算法。
一
、引言
在棱反应堆运行安全分析及核动力工程的各种训练仿真器中, 都涉及到点堆中子动态学
模型的求解同题,它已成为反应堆动态学的中心内容之一。点堆中子动态学模型是一个复杂
的线性时变系统, 剐鲢的存在使极小的劈真时阈步长难以增加; 时变反应性输入又使
对刚性有效的一些算法受到限制。这些都给仿真算法设计造成一定的困难。
算法设计应以仿真对象的特点, 仿真要求及计算机功能为依据对反应堆中子动态过程
仿真来说,在满足仿真精度及稳定性的前提下,关键在于提高仿真速度。其途径有两条①
加大仿真对间步长, 减少每步的计算量, 以保证在小于仿真时间步长的间隔内,计算出系
统的全部状态。鉴于点堆中子动态学模型的刚性及时变特点,采用经典的数值积分算法四
阶龙格一库塔法等, 仿真时间步长的加大会导致计算误差增加, 造成仿真计算的不稳定。采
用一些刚性专用算法法等, 虽然仿真对间步长的增加不受稳定性限制,但其结构较
复杂,对变反应佳输入对算法的应用也有一定影响。
变换的离散化算法“有利于实时仿真的实现。但是,变换阶数的提高,将导致计算量
增蒯, 引起系统幅值的畸变艟相位滞后。针对上述弱点,分布因子修正法以系统妁特征根为
基础, 通过求系统的离散修正因子, 建立起系统的离散仿真模型,从而使其结构简单,计算
量减少, 精度提高。
二、算法原理
对于多变量线性时变连续系统, 根据内部模型的非唯一佳, 将其划分为若干子系统相
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互串、并联的结构图。每个子系统输入、输出之间存在一一对应的关系。因此,可以通
过对各个子系统的时间离散化,建立整个系统
的离散仿真模型。
设子系统的一特征多项式为:
图系统的串、并联结构图步阶转八和输出之间的传递关系
皇‘一⋯一
又设其修正多项式为:
叫一⋯
若子系统输入的采样序列々经传递函数
㈦一善器一曾嚣≯
作用之后,能精确地得到原连续系统输出,的离散序列。则称为分布修
正因子,,,⋯, 为修正系数。若口为单位阶跃输入,离散传递函数
.则表达了系统步阶输入和步阶输出之间的传递关系图。
若子系统的传递函数如式,则其离散输出与输由下列差分方程所
联系
,· ⋯,·。。。一⋯
,·一,
这是一个确定的阶子系统。在··和给定的情况下, 其响应将由,个初始条件唯
一确定。反之,从个边值条件和出发,一定可以唯一地确定个修正系数。
应甩该算法首先要礴定特征多项·。在巳知子系统传递函数的情况下,查变换
表可得到·。对于的高阶子系统, 除用部分分式展开法将其划为低阶传递函数处理
外