基于非线性预处理JFNK的中子-热工联立求解

来源：核动力工程杂志2015年第6期北京时间：

作者：张汉, 郭炯, 范凯, 周夏峰, 王黎东, 李富

单位：清华大学核能与新能源技术研究院, 先进核能技术协同创新中心, 先进反应堆工程与安全教育部重点实验室, 北京, 100084；

摘要：利用Jacobian-free Newton-Krylov(JFNK)方法联立求解中子-热工耦合问题,采用非线性预处理方式,以避免求解非线性残差,使得JFNK具有可以充分利用原有的中子-热工计算程序,易于实现"黑箱"耦合的特点。对非线性预处理的相关性质进行分析,同时对非线性预处理与线性预处理的区别与联系以及计算效率进行理论分析。以二维简化中子-热工耦合模型作为算例,对比非线性预处理/线性预处理JFNK方法、传统耦合求解方法的计算效率。结果表明:非线性预处理/线性预处理JFNK方法的计算效率比传统方法具有明显优势,线性预处理的计算效率高于非线性预处理。

关键词：中子-热工耦合, Jacobian-free Newton-Krylov方法, 非线性预处理方法, 线性预处理方法

基金资助：国家重大科技专项经费资助项目(ZX06901) 国家自然科学基金项目(11375099)