具体描述
内容简介
本书以中子输运理论为基础，系统深入地介绍核反应堆物理设计中常用的数值方法。内容包括：中子输
运方程、多群扩散方程的数值解法及加速收敛的方法、离散坐标方法、积分输运（碰撞概率）方法、节块（粗网
格）方法、反应堆动力学方程的数值解法和蒙特卡罗方法等。
本书可供核反应堆工程专业的研究和工程技术人员参考，也可作为高等学校核反应堆工程专业选修课
和硕士及博士研究生课程的教材。
作者简介
目录信息
第一章 中子输运方程
1坐标系统与基本定义
1.1坐标系统
1.2中子密度、中子通量密度和中子流密度
2中子输运方程
2.1中子输运方程的建立
2.2不同坐标系中散度算子Ω △φ的表达式
2.3边界条件
3中子输运方程的积分形式
4特征值（临界）问题和源迭代法
5中子输运方程近似解法概述
6分群扩散方程
7共轭中子输运方程
7.1共轭算子
7.2共轭中子输运方程
7.3中子价值
参考文献
第二章 多群扩散方程的数值解法
1源迭代法
2一维扩散方程的数值解法
2.1差分方程组的推导
2.2差分方程组的解法
3多维扩散方程的差分方法
3.1二维差分方程组
3.2差分方程组的矩阵形式
3.3三维问题的数值解法
4差分方程的迭代解法
5幂迭代的加速收敛方法
5.1粗网格再平衡方法
5.2契比雪夫多项式外推方法
6多群中子扩散方程的有限元解法
6.1中子扩散方程的变分方程
6.2几何剖分和基函数的选取
6.3有限元方程组的建立与求解
参考文献
第三章 离散坐标方法
1中子输运方程的守恒形式
2角度变量的离散
3离散求积组的选取
3.1一维平面及球几何情况
3.2一维圆柱几何及二维以上问题
4空间变量的离散
4.1空间变量的离散
4.2菱形差分近似
4.3差分方程的解
5加速收敛方法
5.1粗网格再平衡方法
5.2扩散综合加速收敛（DSA）方法
5.3契比雪夫加速收敛方法
6数值计算中的一些问题
6.1负通量密度及其修正
6.2射线效应
7.离散坐标方法应用程序
参考文献
第四章 积分输运方法
1积分输运方法的基本原理
1.1基本方程
1.2输运近似
2中子飞行首次碰撞概率的计算
2.1二维多柱系统的中子首次碰撞概率
2.2同心圆柱系统的中子首次碰撞概率
2.3互易关系式
3一维圆柱栅元中子空间－能量分布的计算
3.1基本方程
3.2等效栅元的边界条件
3.3中子首次碰撞概率的计算
3.4方程的求解
4面流法―― 燃料组件内中子通量密度分布的计算
4.1基本方程
4.2首次泄漏和穿透概率的计算
5组合法
参考文献
附录 Bickley函数
第五章 节块（粗网格）方法
1引言
2FLARE物理模型
3节块展开法 （NEM）
3.1横向积分及横向泄漏
3.2中子流空间耦合方程、积分中子平衡方程及其解法
3.3横向泄漏的处理
4格林函数节块法
4.1格林函数节块法
4.2格林函数节块法的改进
5解析节块（AM）法
5.1一维中子扩散方程
5.2系数矩阵的推导
5.3解析节块法求解多维中子扩散方程
6.节块内精细中子通量密度分布的计算
参考文献
第六章 反应堆动力学方程的数值解法
1点堆动力学方程的数值解法
1.1模型的刚性
1.2Gear方法
2刚性限制方法（SCM）
2.1基本思想
2.2SCM方法
3时空多群中子扩散方程的时间离散方法
3.1显式差分方法
3.2隐式差分方法
3.3时间积分方法
4时空多群中子扩散方程的节块方法
4.1节块平衡方程
4.2横向中子注量的积分方程
4.3空间变量的离散逼近
4.4时间变量的逼近
参考文献
第七章 蒙特卡罗方法
1蒙特卡罗方法的基本原理
1.1蒙特卡罗方法示例
1.2蒙特卡罗方法解题的一般过程
2蒙特卡罗方法的收敛性和误差估计
3随机数与伪随机数
3.1随机数与伪随机数
3.2伪随机数的产生方法
3.3伪随机数的统计检验
4由已知分布的随机数抽样
4.1随机变数的抽样方法
4.2粒子游动过程中一些常用分布的抽样
5用蒙特卡罗方法求解中子输运问题
5.1中子输运方程蒙特卡罗方法求解
5.2中子输运问题的直接模拟
5.3中子通量密度的计算
6降低方差的技巧
6.1加权抽样法
6.2赌和分裂技巧
7蒙特卡罗方法应用软件
7.1蒙特卡罗方法的特点
7.2蒙特卡罗方法计算机软件
参考文献
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
读完《核反应堆物理数值计算》，我最直观的感受是作者在处理复杂概念时所展现出的耐心和条理。作为一名在核电站运行一线工作的工程师，我常常需要在有限的时间内理解和评估各种模拟软件输出的结果。这本书恰好填补了我对这些软件背后计算原理的认知空白。书中对中子扩散理论的深入讲解，特别是引入有限差分法和有限元法的过程，以及它们在处理不同形状反应堆几何时的适用性，让我对“软件怎么算”有了更清晰的认识。我特别关注了书中关于反应性反馈效应的数值模拟部分，这对于理解反应堆安全性和稳定性至关重要。作者通过引入温度系数、空泡系数等概念，并展示如何将其纳入数值模型中进行求解，为我提供了一种分析反应堆瞬态行为的新思路。虽然书中的数学推导过程有时需要反复咀嚼，但我认为这是理解其核心思想的必经之路。我印象深刻的是，作者在讨论不确定性分析时，不仅强调了输入参数的不确定性，还探讨了模型本身可能存在的近似误差，这促使我在今后的工作中更加谨慎地解读模拟结果，并认识到数值计算的局限性。这本书的价值在于，它能帮助我们这些应用型工程师更好地理解工具，从而更有效地解决现场问题。
作为一名核工程专业的研究生，我一直在寻找能够深入理解反应堆物理计算原理的优秀教材。我最近入手了一本《核反应堆物理数值计算》，这本书虽然在理论推导上稍显晦涩，但其对数值方法的细致讲解，尤其是在离散化、迭代求解以及误差分析方面的详尽论述，对我解决实际工程问题起到了极大的帮助。作者在书中构建的几种典型反应堆模型的数值计算流程，从几何建模到边界条件的设定，再到不同数值格式的优劣分析，都给我留下了深刻的印象。我尤其欣赏书中关于蒙特卡洛方法在复杂几何和多能群问题中的应用探讨，这让我得以从更广阔的视角审视中子输运的复杂性。书中的代码示例虽然篇幅不长，但精炼地展示了核心算法的实现思路，我尝试着将其中的一些片段运用到自己的研究课题中，发现不仅效率有所提升，计算结果的准确性也得到了显著改善。这本书的优点在于，它不仅仅是理论的罗列，更注重将抽象的物理概念与具体的数值实现相结合，为读者提供了一条从理论走向实践的清晰路径。对于那些希望在核反应堆模拟和仿真领域有所建树的研究人员和工程师来说，这本书无疑是一份宝贵的参考资料，能够帮助他们建立起扎实的数值计算基础，并掌握解决实际核工程挑战所需的关键技术。
坦白说，我是一名对理论研究充满热情但数学基础相对薄弱的学生，在接触《核反应堆物理数值计算》之前，我对“反应堆物理”这个概念一直感到有些遥远和抽象。然而，这本书的出现，彻底改变了我的看法。作者巧妙地将复杂的数值算法分解成易于理解的步骤，并辅以清晰的图示和直观的类比。例如，在讲解离散化技术时，书中用生活中的例子来比喻将连续空间转化为离散网格的过程，这让我瞬间茅塞顿开。我特别欣赏书中关于数值稳定性和收敛性准则的讨论，这部分内容往往是初学者容易忽略但又至关重要的。作者通过生动有趣的案例，展示了不当的数值选择可能导致的“灾难性”后果，从而强调了理论指导下的数值实践的重要性。我甚至尝试着按照书中的描述，用一些基础的编程语言复现了几个简单的计算流程，虽然过程磕磕绊绊，但最终能够得到与书中示例相近的结果，这极大地增强了我的学习信心。这本书最吸引我的地方在于，它并没有高高在上地灌输知识，而是像一位循循善诱的老师，一步步引导我们去探索和发现。对于像我一样希望从零开始，逐步建立起对反应堆物理数值计算认知体系的学生来说，这本书无疑是打开新世界大门的一把钥匙，其通俗易懂的讲解方式和启发式的教学方法，让我真正感受到了学习的乐趣。
对于我们这样一个小型初创公司，致力于开发下一代核燃料循环模拟软件，一本能够提供坚实理论基础和可靠算法实现的参考书至关重要。《核反应堆物理数值计算》正是我们团队正在寻找的。这本书在求解高维、非线性问题的数值方法上，提供了非常前沿且实用的指导。书中对不同迭代求解器的比较分析，特别是它们在大型稀疏矩阵系统上的表现，为我们优化算法性能提供了宝贵的思路。我们团队在开发中遇到的一个棘手问题是如何高效地处理不同尺寸和形状的燃料组件组合，书中关于自适应网格和非结构化网格技术的讨论，为我们指明了方向。此外，作者对物理模型耦合的数值处理方法，例如如何同时考虑热工水力、燃料力学与中子物理的相互作用，以及相关的数值稳定性问题，都给了我们深入的启发。我们尝试将书中关于耦合方程组的求解策略应用于我们的模拟器原型，发现显著提高了计算效率和结果的可靠性。这本书的另一个亮点是其对并行计算和高性能计算在核反应堆模拟中的应用的探讨，这与我们公司追求的软件性能目标高度契合。对于需要处理大规模、复杂计算问题的科研团队而言，这本书提供了解决问题的关键技术和理论支持，是不可多得的宝藏。
我是一位对核能的未来发展充满期待的科普爱好者，平时喜欢阅读一些与核技术相关的书籍，希望能更深入地了解这个领域。最近我接触到了《核反应堆物理数值计算》，虽然我并非专业人士，但这本书的叙述方式却意外地让我产生了浓厚的兴趣。书中对于反应堆核心是如何工作的，以及科学家们是如何通过精密的计算来确保其安全高效运行的，都进行了非常形象化的描述。我尤其被书中关于“模拟”的部分所吸引，它让我了解到，工程师们并非仅仅依靠物理实验，而是通过强大的计算机程序来“预演”和“预测”反应堆的行为，这听起来就像是在操控一个微缩的核世界。书中的一些章节，虽然涉及复杂的数学公式，但作者通过大量的图表和解释，将这些公式背后的意义巧妙地传递出来，让我即使不完全理解推导过程，也能大致把握其核心思想。例如，关于中子如何在这个“微缩世界”中进行一系列复杂的传播、吸收和裂变过程，以及这些过程是如何被量化和模拟的，书中都有非常生动和细致的描绘。这本书让我对核反应堆的“大脑”——那个由无数计算构成的虚拟系统——有了全新的认识，它不再是冰冷的代码，而是承载着人类对核能安全利用的智慧和努力。对于像我这样希望从更宏观和更直观的角度理解核反应堆物理的读者来说，这本书提供了一个绝佳的窗口，让我得以窥见这个复杂而迷人的科学领域。
