同时求解法在中子输运与热传导中的应用
计算物理
2026-05-26 v1
摘要
本文初步描述了同时求解法，这是一种同时求解多个玻尔兹曼输运类现象的蒙特卡罗方法。在此，它被用于同时求解中子输运方程和热传导方程。通过中子输运主导的随机游走追踪解析推导的权重因子，以统计估计量来累加可用于计算温度分布的数据。在本次初步介绍中，该方法可直接应用于热源与中子源空间分布相同的中子-热多物理问题。MOSS的主要理论优势在于，通过移除专门求解热传导方程的例程来降低计算成本。实际上，为捕获这些不同物理现象所关联的不同边界条件而必需的分支过程，可能导致大量计算时间耗费在单一物理过程上。此外，这种基于相关抽样的方法，如果所追踪的随机过程差异过大，可能会因统计估计量而遭受无限方差问题。本文展示的最后一个缺点是，将热传导近似为玻尔兹曼输运主导过程会导致计算温度出现误差。本文通过两个演示问题（一个由平板几何构成的问题和一个由六边形栅元构成的问题）探讨了这些缺点。
引用
@article{arxiv.2605.24606,
title = {The Method of Simultaneous Solutions Applied to Neutron Transport and Heat Conduction},
author = {Dean Price and Brian Kiedrowski and Benoit Forget},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.24606},
year = {2026}
}