Development and acceleration of a 3D characteristics method including an axial polynomial expansion of cross sections
développement et accélération d'une méthode des caractéristiques 3D incluant une expansion axiale polynomiale des sections efficaces
Résumé
This thesis introduces a polynomial expansion for the axial profiles of macroscopic cross sections in TDT, the 3D Method Of Characteristics (MOC) solver of the APOLLO3R code, with the aim to apply this higher-order scheme to depleted systems. The polynomial description allows for a proper representation of the cross sections axial gradients, which appear as the burnup increases, while using a coarser axial mesh than that required by the traditional Step-Constant (SC) approximation. The MOC equations and the DPN synthetic acceleration have been adapted to the new hypotheses and a specific strategy has been developed to allow TDT to interface with the self-shielding module and the depletion solver. The method has been applied to different pressurized water reactors sub-systems, comparing the results with those of the SC approach: the depletion study has shown the decisive advantage of the polynomial method in terms of memory and computing time.
Cette thèse introduit un développement polynomial pour les profils axiaux de sections e caces macroscopiques dans le solveur TDT du code APOLLO3R, utilisant la méthode des caractéristiques (MOC) en 3D, dans le but d'appliquer ce schéma d'ordre supérieur aux systèmes en évolution. La description polynomiale permet une représentation appropriée des gradients axiaux des sections e caces, qui apparaissent à mesure que le burnup augmente, tout en utilisant un maillage axial plus grossier que celui requis par l'approximation traditionnelle Step-Constant (SC). Les équations du MOC et l'accélération synthétique DPN ont été adaptées aux nouvelles hypothèses et une stratégie spécifique a été développée pour permettre à TDT de s'interfacer avec le module d'autoprotection et le solveur de depletion. La méthode a été appliquée à différents sous-systèmes de réacteurs à eau pressurisée, en comparant les résultats avec ceux de l'approche SC : l'étude de l'évolution a montré l'avantage décisif de la méthode polynomiale en termes de mémoire et de temps de calcul.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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