008240612s2021      us  |||||||||||||||c||eng  d
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■020    ▼a9798380621298
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI28717079
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a539.76
■1001  ▼aRehak,  Joshua  Stephen.
■24512▼aA  Novel  Tool  for  the  Assessment  and  Validation  of  Acceleration  Methods  for  Solving  the  Neutron  Transport  Equation▼h[electronic  resource]
■260    ▼a[S.l.]:▼bUniversity  of  California,  Berkeley.  ▼c2021
■260  1▼aAnn  Arbor  :▼bProQuest  Dissertations  &  Theses,  ▼c2021
■300    ▼a1  online  resource(135  p.)
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-04,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Slaybaugh,  Rachel.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  California,  Berkeley,  2021.
■506    ▼aThis  item  must  not  be  sold  to  any  third  party  vendors.
■520    ▼aThe  Boltzmann  Transport  Equation  describes  the  behavior  of  the  population  of  neutrons  in  nuclear  systems.  Solving  this  equation  is  therefore  of  great  interest  to  researchers  designing  future  generations  of  nuclear  reactors  among  many  other  applications.  Solving  the  neutron  transport  equation  using  computers  requires  careful  discretization  of  the  phase  space  and  iterative  methods  to  converge  to  a  solution.  These  methods  can  be  slow  to  converge,  often  due  to  material  properties  in  systems  of  interest.  Highly  scattering  media,  for  example,  are  often  used  in  reactor  designs  and  can  cause  many  methods  to  take  arbitrarily  long  to  converge.  To  combat  computational  inefficiencies,  researchers  modify  the  iteration  schemes  using  a  broad  class  of  algorithms  called  acceleration  methods.  Implementing,  assessing,  and  validating  acceleration  methods  is  necessary  but  challenging  for  researchers.  A  particular  challenge  is  confirming  whether  an  acceleration  method  is  actually  improving  the  simulation  the  way  we  expect.  Computational  tools  are  generally  designed  for  solving  the  problem  of  interest,  not  for  assessing  the  solving  process  itself.We  present  the  Bay  Area  Radiation  Transport  (BART)  code,  a  computational  tool  designed  with  the  researcher  as  the  end-user  in  mind.  This  code  is  designed  to  relieve  some  of  the  burden  of  implementing  novel  acceleration  methods.  It  leverages  modern  coding  practices  to  minimize  the  amount  of  code  that  must  be  modified  to  implement  new  methods  and  aims  to  make  clear  where  these  modifications  need  to  be  made.  This  both  simplifies  implementation  and  makes  comparison  across  methods  easier.  Once  implemented,  the  code  provides  a  high-quality  environment  for  testing  the  new  method.  The  design  of  the  code  isolates  modifications,  providing  a  good  comparison  to  a  base  case  as  well  as  other  acceleration  methods.  Making  this  comparison  is  supported  by  the  inclusion  of  a  robust  instrumentation  system.Developers  are  empowered  to  collect  and  extract  data  of  any  type  from  anywhere  in  the  solving  process  with  ease.  This  data  collection  can  then  be  used  to  assess  and  validate  implemented  methods.  Importantly,  these  data  can  interrogate  whether  the  problems  are  being  accelerated  where  and  how  the  methods  are  designed  to  provide  acceleration.  Typically,  developers  do  not  have  the  ability  to  see  if  a  method  is  actually  doing  what  we  think,  we  only  measure  compute  time  and  iteration  count;  BART  provides  much  more  information  about  what  is  happening.  Finally,  the  code  is  designed  with  comprehensive  testing  to  provide  a  reproducible  and  trusted  environment  to  researchers.The  code  itself  is  robust,  with  the  ability  to  solve  angular  and  scalar  formulations  of  the  transport  equation  in  one,  two,  and  three  dimensions.  We  demonstrate  a  level-symmetric  like  Gaussian  quadrature  implemented  for  solving  angular  formulations  and  show  that  it  accurately  integrates  the  spherical  harmonics.We  present  two  acceleration  methods,  the  two-grid  (TG)  and  nonlinear  diffusion  acceleration  (NDA)  methods.  The  TG  method  is  designed  to  accelerate  the  Gauss-Seidel  (GS)  iteration  process  in  the  presence  of  large  amounts  of  upscattering.  We  demonstrate  the  effectiveness  of  the  method  using  the  BART  code  in  one,  two,  and  three  dimensions.  The  effectiveness  is  shown  by  a  reduction  in  total  GS  iterations  by  a  larger  factor  than  is  required  for  the  method  to  be  efficient.  We  also  demonstrate  the  benefits  of  the  BART  code,  showing  more  rapid  convergence  of  the  scattering  source  using  the  code's  unique  instrumentation.  The  NDA  method  is  designed  to  accelerate  convergence  by  converging  diffusive  error  modes  more  rapidly.  We  demonstrate  effectiveness  by  reducing  total  iterations  in  one,  and  three  dimensions.  For  the  one-dimensional  case,  we  demonstrate  a  significant  reduction  in  the  diffusive  error  modes  using  the  BART  Fourier  analysis  instrumentation.We  will  examine  the  goals  of  the  BART  code  and  how  the  design  meets  these  goals.  By  examining  two  acceleration  methods  and  analyzing  them  using  the  data  we  can  collect  using  this  new  tool,  we  will  show  the  benefits  of  this  novel  code  to  the  broader  research  community.  The  BART  code  changes  how  people  are  able  to  implement,  assess,  and  validate  acceleration  methods.  The  ease  of  use  and  new  information  enables  the  development  of  new  and  better  methods  so  we  can  design  and  build  better  nuclear  systems.
■590    ▼aSchool  code:  0028.
■650  4▼aNuclear  engineering.
■650  4▼aComputer  science.
■653    ▼aBoltzmann  Transport  Equation
■653    ▼aNovel  acceleration  methods
■653    ▼aNuclear  systems
■653    ▼aSpherical  harmonics
■690    ▼a0552
■690    ▼a0984
■71020▼aUniversity  of  California,  Berkeley▼bNuclear  Engineering.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-04B.
■773    ▼tDissertation  Abstract  International
■790    ▼a0028
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2021
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T16930994▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.
■980    ▼a202402▼f2024